免疫學單細胞研究新技術
人體的免疫系統是一個非常龐大，而且非常分散、各自為政（decentralized）的守衛大軍。盡管有數十億分工明確的免疫細胞不停地守護著人體的安全，但是我們很難明確指出，在某個時刻、某個地方，哪個免疫細胞在執行什么任務。隨著蛋白質組學技術和基因組學技術的發展，科研人員也在不斷加深他們對人體免疫系統的認識和了解。研究人體免疫系統是一個非常龐大的工程，這項工作產生的數據量將會是人類基因組計劃（Human Genome Project）數據量的1000億倍。
數十年來，免疫學家主要依靠流式細胞技術（flow cytometry）開展免疫學研究，并通過不同的熒光標簽對細胞進行標記和研究。近8、9年來，該領域又興起了質譜流式細胞技術（mass cytometry，又名CyTOF）。該技術主要利用金屬離子對細胞進行標記，它為科研人員提供了更多與腫瘤、結核和瘧疾等病理狀態下的免疫反應有關的信息。
可是，這些技術也只能一窺皮毛，無法真正了解T細胞和B細胞的詳細工作情況。據美國紐約斯隆凱特琳癌癥中心（Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York City）的分子生物學家Jennifer Sims介紹，由于這些細胞都會表達*的蛋白質分子，比如T細胞受體和B細胞受體，所以也能地識別特異性的靶標，并做出相應的反應，而且這一系列生理過程還都在不斷的進化之中。免疫細胞可以說是人體內“有個性”的細胞了。
這些細胞表面受體能夠識別各種病原體和腫瘤細胞表達的各種特異性的分子和抗原。一旦受體偵測到有害的抗原，它們就會激活免疫細胞，使其增殖，并且轉移到有害物質所在位置，發動免疫攻擊。每一個受體都是由免疫細胞內大量的基因重排之后編碼而成的。上個月，美國芝加哥市召開了美國癌癥研究學會（American Association for Cancer Research），其中有一個分會場就是專門討論T細胞分析技術的。在我們一生中，這些與疾病斗爭的免疫細胞可以表達出1020個不同的受體，Sims就是這個專場的主席。
科研人員希望通過對這些受體（包括B細胞受體）的研究能揭開人體免疫系統進化，以及對抗疾病之謎?？墒橇魇郊毎夹g只能獲得非常粗淺的信息，比如哪些細胞增多了，哪些細胞變少了，而免疫受體分析技術（immune-receptor profiling method）則可以明確指出哪一些細胞克隆參與了免疫反應。據美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）的化學物理學家Alex Shalek介紹，科研人員為了研究這些特化的受體，以及進一步提高單細胞分析技術，又開發出了一大批以測序為基礎的研究手段。Shalek自己的實驗室也開發了一系列的工具，來研究這些免疫細胞在正常和病理狀態下，彼此之間是如何相互作用的。Shalek設想，正如DNA僅僅依靠ATGC這四個“字母”就可以編碼出大量的基因，從理論上來說，如果利用特異性的DNA小片段對抗體進行標記，也可以標記無數抗體蛋白。
而且，這些試驗技術還可以極大地豐富免疫學的研究手段，比如科研人員就可以借此開展轉錄組學研究工作等。雖然目前這些技術還不如流式細胞技術那么完善和成熟，但是這些以測序技術為基礎的研究手段可以在任何一個有測序儀的實驗室開展，也可以在醫院、診所里使用。未來隨著測序儀的小型化和便攜化，還可以在更多的地方得到應用。科研人員現在至少有6種商業化的系統可以選擇，也可以設計適合自己需要的試驗方法，來研究單個免疫細胞里的RNA和蛋白質，將隱藏在這些RNA和蛋白質里的秘密破譯成DNA測序儀可以輕而易舉解讀的“明碼文件”。
Sims認為，綜上所述，這些新技術都可以幫助科研人員用更精細的手段去認識不同免疫細胞在不同病理微環境下的活動和作用。
