B细胞是免疫系统中重要的免疫细胞，是介导机体体液免疫应答的主要细胞群。其识别、结合抗原主要依赖B细胞受体（B cell receptor，BCR）。

BCR结构

BCR是B细胞识别抗原的一种膜表面免疫球蛋白（Smlg），是由两条重链（heavy chain，H）和两条轻链（light chain，L）（κ或λ链）组成的四聚体，其中H链由65-100种可变区（VH）、2种多变区（DH）、6种结合区（JH）和恒定区（CH）四部分基因片段组成；L链由可变区（VH）、结合区（JH）和恒定区（CH）三部分基因片段组成。

BCR的基因重排及其机制

BCR胚系基因中，V、(D)、J基因片段之间由内含子隔开，通过基因片段的重排，形成V(D)J连接，再与C基因片段连接，这样才能编码完整的Ig多肽链。IgV基因的重排主要通过重组酶（包括重组激活酶基因（activating gene，RAG）、末端脱氧核苷酸转移酶（terminal deoxynucleotidrltransferase，TdT）、DNA外切酶、DNA合成酶等）。

正常个体的BCR多样性表现明显，能够形成1011种以上的BCR，出现这种现象的原因有：

1.V、D、J基因片段重排造成的多样性

H链和L链的V区各有3个氨基酸组成和排列顺序高度可变的区域，这些区域能够与抗原表位形成互补的空间构象，称为互补决定区（complementarities determining region，CDR）：CDR1、CDR2和CDR3。这三种CDR均能够参与对抗原的识别，共同决定BCR的抗原特异性。其中编码CDR3的基因，由于其位于轻链V、J或重链V、D、J片段的连接处，可以通过V(D)J重排和V-D和D-J连接时插入或剪接数个核苷酸，来增加BCR的多样性。

2.核苷酸序列组合造成的多样性

众多的V区基因片段的组合和轻重链的组合，以及众多的V、D、J基因中，重排时每个基因片段只能取一个，存在多种组合，以此来增加BCR的多样性。

3.体细胞高频突变造成的多样性

外周淋巴器官生发中心内的成熟B细胞，在受到抗体刺激后，已重排好的V区基因（CDR3）突变频率增高，称为体细胞高频突变，主要为点突变，非随机性。

B细胞受体（BCR）测序

B细胞受体库测序（B cell receptor repertor sequencing，BCR-seq）是以生物信息学（Bioinformatics）全面高速分析高通量测序技术（HTS）检测靶向扩增后的B细胞抗原识别决定性表面分子，即检测BCR的H链和L链，该技术能够全面解析BCR基因重排碱基序列，以及各序列的丰度。可揭示B细胞介导的体液免疫应答耐受性以及免疫球蛋白的多样性变化。

技术流程

  1. 分离B细胞，并提取样本RNA。
  2. 逆转录RNA，获得cDNA。
  3. CDR3受体库制备：以cDNA为模板，再根据基因特点，将免疫球蛋白重链可变区（IGHV）分为六个家族，并设计六条上游引物（包括90%以上V区基因）：依据IgM、IgG、IgA序列设计3条下游引物，并根据个体的不同加上不同标签，即特异性引物。每个个体的PCR扩增产物序列都带有特异性标记，CDR3受体库的PCR产物经扩增、纯化后，所有样本产物就能作为一个样本进行反应测序。
  4. 高通量测序：通常的测序方法是用Roche 454高通量测序仪进行单向测序。
  5. VDJ序列比对：测出PCR产物的全长后，可根据特异性标记区分样本，然后进行分析

BCR测序的应用方向

  1. 某些疾病的发病机制及早期监测与诊断的探讨等。
  2. 通过动态监测BCR CDR3受体库，可观察药物的治疗效果。
  3. 将B细胞受体基因位点与某些疾病发生、发展进行关联，可能为疾病的早期监测或发病机制提供重要信息。
  4. 对机体肿瘤同源性进行分析。
  5. 孤立性IgA缺乏症等原发性免疫缺陷病人体细胞突变筛查。
  6. 移植排斥反应中耐受，排斥反应的预测和干预指导。