TCR-seq

T细胞受体（T cell receptor，TCR）是T细胞表面，负责特异性识别与MHC（主要组织相容性复合体）结合的抗原肽的蛋白。当TCR与抗原肽和MHC结合时，T淋巴细胞通过信号转导被激活，进入后续的免疫应答过程。 人类基因组中有4个TCR基因：

• 两个编码轻链TCR：TRA基因编码TCRα，TRG基因编码TCRγ；
• 两个编码重链TCR：TRB基因编码TCRβ，TRD基因编码TCRδ；

重链TCR和轻链TCR形成异源二聚体，组成完整的TCR。在人类中存在两种TCR：TCRα/β和TCRγ/δ，其中95％的T细胞表达TCRα/β，称为<u style="margin: 0px; padding: 0px;">αβT细胞</u>；5％的T细胞表TCRγ/δ，称为<u style="margin: 0px; padding: 0px;">γ/δT细胞</u>。该比例在个体发育过程中和患病状态（例如白血病）中发生变化，物种之间也有所不同。

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成熟的重链TCR基因由可变区（V）、多变区（D）、连接区（J）和恒定区（C）四部分基因片段组成（VDJC），轻链TCR则缺少D区（VJC）。重链和轻链TCR都具有3个互补决定区（complementarities determining region, CDR），在抗原识别中起主要作用：

• CDR1和CDR2相对保守，负责识别MHC；
• CDR3是负责识别抗原的主要CDR；

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TCR基因是人类基因组中复杂度最高的基因，也是变异程度最高的基因。人外周血中大概含有2x10¹⁶~10¹⁸种表达不同的TCR的T细胞。这个复杂度主要源自3个因素：

• 组成的多样性：成熟TCR的VDJC/VJC结构，是通过复杂的重组生成的。基因组中有65~100种V基因片段、2种D基因片段和13种J基因片段，TCR重组时需要从上述三种片段中各选一个，这赋予了TCR高度的多样性；
• 连接的机动性：在重排的过程中，在V-D及D-J的连接区经常有非模板的核苷酸的随机插入或删除，进一步增加了CDR3区的多样性；
• 体细胞突变：T细胞D区的突变频率约为正常的1000倍；

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TCR-seq常用于评价各种免疫相关疾病和遗传性突变引起的某个物种所有T细胞或特定T细胞激活介导的细胞免疫反应中TCR基因重排碱基序列，以及各序列的丰度，用于研究不同T细胞克隆的转录情况和相互间关系，从而揭示更深层次的T细胞功能特异性，继而解释免疫应答机制、免疫耐受原因，免疫调节形式等相关生命现象。

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TCR-seq

TCR-seq是为检测TCR多样性发展出来的测序技术，目前有两大主流技术：多重PCR和5' RACE。两种技术的原理如下图所示，技术优劣势如下表所示：

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上述两种技术都有两个共同的问题：PCR重复引入的定量准确性问题和PCR/测序扩增引入的假阳性TCR问题。

• 不同TCR之间扩增效率无法一致，因此不同TCR扩增时会不同程度的引入重复TCR分子，给定量带来问题；
• TCR复杂度高，不同TCR之间可能只有少数碱基差异；PCR/测序过程中引入碱基错误，在没有纠错机制的情况下，会被当成新的TCR处理，造成假阳性；