同样是一个大量扩增的T细胞克隆，进入肿瘤核心，可能正在参与抗肿瘤应答；聚集在侵袭边缘，可能与免疫排斥相关；出现在三级淋巴结构中，又可能参与局部免疫反应。只知道“谁扩增了”，还不足以解释免疫过程，我们还需要知道“它在哪里”。

免疫组库（Immune Repertoire）是人体全部T细胞受体（TCR）和B细胞受体（BCR）的集合。可以把它理解为一份免疫细胞的“身份名单”：每个克隆都带有独特的受体序列。当人体遭遇肿瘤、感染或免疫紊乱时，部分克隆会特异性扩增，留下可被测序捕捉的免疫反应线索。

传统免疫组库测序（IR-seq）能够识别克隆类型、扩增丰度和谱系变化；单细胞技术进一步把克隆身份与细胞状态对应起来。但这些方法通常需要解离组织，免疫细胞原本所在的位置也随之丢失。换句话说，我们已经拥有越来越详细的“人员名单”，却仍缺少一张能够显示克隆如何分布和聚集的“组织地图”。

1 位置为什么会改变克隆的生物学意义

在免疫研究中，位置本身就是信息。同一个扩增的T细胞克隆，位于肿瘤中心、侵袭边缘或三级淋巴结构内部，可能对应不同的细胞状态、局部信号和临床意义。传统IR-seq提供的是一份脱离组织场景的克隆列表，能够发现扩增，却无法直接判断这些克隆是否进入病灶、聚集在哪个区域，以及与哪些细胞相邻。

图 1. 肾细胞癌肺转移组织中的T细胞克隆在肿瘤、边界和邻近肺组织之间呈现不同的空间分布

理解空间信息的价值，可以先抓住三个问题：免疫细胞有没有进入病灶、聚集在哪里，以及是否出现克隆性聚集。

三级淋巴结构（TLS）：它是肿瘤组织内形成的免疫细胞聚集结构，常富集B细胞和T细胞，可组织局部免疫应答。在部分瘤种和研究队列中，TLS与免疫检查点抑制剂疗效或患者预后相关。

肿瘤中的三种常见免疫状态：即使都“测到T细胞”，空间分布也可能完全不同。浸润型中，T细胞进入肿瘤核心；排斥型中，T细胞停留在肿瘤边缘；沙漠型中，肿瘤内几乎没有T细胞。数量相近，并不代表生物学意义相同。

克隆空间共定位：同一个TCR克隆在组织中是成簇聚集，还是零散分布？局部成簇可能提示抗原驱动的克隆扩增，也可用于筛选值得进一步验证的候选反应性克隆。不过，空间富集本身不能证明抗原特异性或肿瘤反应性，仍需结合细胞表型、抗原识别或功能实验验证。

对于研究者和合作团队，这些空间差异直接影响问题设计：我们需要判断哪些克隆真正进入病灶，哪些被限制在边缘，以及哪些克隆参与了局部免疫结构。所有问题都指向同一个前提：先看见克隆在哪里。

2 为什么同时读出位置和受体并不容易

现有技术分别掌握了“身份”和“位置”，但长期以来很难在同一张组织切片上把两类信息准确对应起来。

• 传统Bulk或单细胞免疫组库可以读取TCR/BCR受体序列，但组织解离会丢失原位空间信息；

• 常规空间转录组和空间蛋白技术可以保留组织坐标，却通常难以完整读取TCR/BCR受体序列。

因此，空间免疫组库需要在原位解析受体序列、保留空间坐标，并把克隆与周围细胞和基因表达联系起来。这不仅是检测步骤的叠加，也涉及文库设计、测序策略和分析流程的协同。

技术难点主要来自四方面。第一，在部分空间转录组文库中，TCR/BCR转录本占比很低，容易漏检；第二，在部分3′捕获型文库中，受体可变区与空间条形码之间的距离可能超出常规短读长覆盖范围；第三，依赖已知V基因引物的多重PCR策略可能产生扩增偏好; 第四，分辨率不足造成定量偏差：单个spot可能包含多个淋巴细胞，克隆大小难以准确定量，配对链匹配也受限。

只有同时解决捕获灵敏度、空间定位和扩增偏好，才能把克隆“身份”可靠地放回组织“地图”。

3 空间免疫组库能够回答哪些研究问题

部分空间免疫组库技术可以在完整组织切片上同步获取空间坐标、免疫受体克隆型和转录组信息，使研究者能够在同一空间框架中分析克隆身份、局部微环境和细胞状态。需要注意的是，不同技术路线在TCR/BCR覆盖、链配对、序列完整度、空间分辨率和样本兼容性方面存在差异。[1,2]

• 高扩增克隆在组织中随机分散，还是在特定区域聚集？这有助于识别可能正在发生局部免疫应答的区域。

• TLS、肿瘤侵袭边缘或炎症病灶中，是否富集特定优势克隆？这有助于筛选值得进一步验证的反应性克隆。

• 如果技术能够获得足够完整的BCR序列和抗体同型信息，还可以分析B细胞的体细胞高频突变与抗体类别转换发生在哪里，从而追踪B细胞在组织中的成熟路径。

• 异位免疫聚集结构是否由特定克隆参与形成，并与疾病进程相关？这有助于发现常规形态分析容易遗漏的免疫生态位。

现有空间免疫组库研究主要集中于肿瘤和淋巴组织。自身免疫、感染和移植等方向具有潜在应用价值，但仍需根据组织类型、样本条件和具体研究问题评估技术可行性。

图 2. 成熟TLS、未成熟TLS（iTLS）与异位生发中心样微环境的关系模型。

4 两项研究如何证明空间信息有用

空间免疫组库的价值需要由真实组织和可验证的数据来说明。近年的研究从信号可靠性、克隆空间聚集和新型免疫结构识别三个方面，提供了直接证据。

结果一 原位克隆信号可以验证

以Stereo-XCR-seq研究为例，空间捕获的TCR/BCR序列信号与免疫细胞标志物及受体恒定区基因表达相互印证，说明检测到的克隆信号可以与组织中的免疫细胞位置对应。[1]

结果二 扩增克隆存在空间聚集

在扁桃体和淋巴结中，研究者观察到TCR克隆在生发中心与非生发中心区域呈现不同的组成和分布；其他技术路线也报告了TCR/BCR克隆的局部聚集。[1,2]

结果三 常规分析可能遗漏具有功能特征的免疫生态位

在一项包含11例肺腺癌肿瘤样本的研究中，研究者观察到B细胞从未成熟TLS向外迁移，并在远端形成浆细胞富集的异位生发中心样生态位。这类结构仅凭常规形态或整体测序较难识别；研究报告其存在与更强的抗肿瘤免疫监视及免疫检查点抑制治疗敏感性相关，但这一关联仍需在独立队列中验证。[1]

图 3. 肺腺癌组织中，未成熟TLS内的B细胞克隆向远端迁移，并在浆细胞富集区（PCZ）出现同源IgH克隆。

图 4. 同一淋巴结中，生发中心（GC）与GC外区域的TCR克隆组成显著不同，提示克隆特征与局部微环境存在关联。

这些结果说明，克隆是否扩增只是第一层信息；它出现在哪个组织区域、与哪些细胞和结构相邻，可以为空间免疫机制提供候选线索和关联证据。涉及抗原特异性、细胞功能或临床反应的结论，仍需通过独立实验或队列进一步验证。

5 哪些项目适合进一步评估？——Stereo-IR Early Access 启动

我们自研的空间免疫组库产品 Stereo-IR，可在同一张组织切片上同步完成5’端空间转录组与免疫组库检测，在单细胞分辨率下实现转录组表达与免疫受体库的原位联合解析，为回答“克隆在哪里、在做什么”提供直接数据支撑。

该产品预计于2026年10月底开放首批 Early Access（EA）合作。如果您正在开展肿瘤免疫微环境、TLS结构、自身免疫病灶、感染免疫或移植免疫相关研究，欢迎联系我们或华大智造时空组学生态合作伙伴了解相关信息。

参考文献：

1. Zhan X, Huang M, Zhang Y, et al. Uncovering ectopic GC-like niches for tumor reactive lymphocyte priming in lung adenocarcinoma using Stereo-XCR-seq. Nature Communications. 2026;17:7549. https://doi.org/10.1038/s41467-026-75405-x

2. Liu S, Iorgulescu JB, Li S, et al. Spatial maps of T cell receptors and transcriptomes reveal distinct immune niches and interactions in the adaptive immune response. Immunity. 2022;55(10):1940-1952.e5. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2022.09.002