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免疫细胞受体库（immune cell receptor repertoires，IRRs）的多样性与动态性是适应性免疫功能的核心所在，而这两个因素共同使得IRR难以解析。此外，各种实验噪声来源也进一步加剧了测量结果的复杂性。在此，我们提出一种计算框架（ClustIRR），用于对IRR的结构与动态进行考虑不确定性的定量分析。ClustIRR将跨越不同重复样本、时间点或条件的多个IRR，映射到一个由免疫受体序列相似性所诱导的联合图上。随后，它在联合图上检测“群落”（communities on the joint graph，CJs）。以CJs作为不同IRR之间的参考结构后，ClustIRR进一步对CJs占据情况的差异开展定量贝叶斯分析。此外，ClustIRR还整合单细胞基因表达数据，将群落扩增与转录激活特征联系起来。我们通过联合分析多个T细胞受体库，在多个示例应用中展示了ClustIRR的能力：（1）抗原刺激引起的定量变化；（2）癌症免疫治疗期间的纵向动态；（3）人类与小鼠受体库中的V(D)J重组偏倚，这些偏倚使IRR预先适应于病原体应答。ClustIRR作为开源软件，可从Bioconductor代码库免费获取。
T 细胞受体库结构与动态的认知不确定性感知定量分析 | bioRxiv
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T 细胞受体库结构与动态的认知不确定性感知定量分析
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Simo Kitanovski、
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Daniel Hoffmann
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.06.28.735097
Simo Kitanovski
1
杜伊斯堡-埃森大学；
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simo.kitanovski{at}uni-due.de
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摘要
免疫细胞受体库（IRR）的多样性与动态变化，是适应性免疫功能的两个核心因素；二者共同作用，使得理解 IRR 变得颇具挑战。此外，测量结果还受到多种实验噪声来源的影响。本文提出一种计算框架（ClustIRR），用于对 IRR 的结构与动态进行考虑不确定性的定量分析。ClustIRR 根据免疫受体序列相似性所诱导的联合图，将多个 IRR（涵盖不同重复样本、时间点或条件）映射至同一图中。随后，它在该联合图上检测\textit{社区}（CJs）。以 CJs 作为跨 IRR 的参照结构后，ClustIRR 进一步开展定量贝叶斯分析。
……差异性 CJ 占有率。此外，ClustIRR 整合单细胞基因表达数据，将群体扩增与转录激活特征联系起来。我们通过多个示例应用中的 T 细胞受体库联合分析，展示了 ClustIRR 的功能：（1）抗原刺激引起的定量变化；（2）癌症免疫治疗期间的纵向动态；（3）人类与小鼠受体库中 V(D)J 重组偏向，这些偏向使 IRR 预先适应病原体应答。ClustIRR 作为开源软件可从 Bioconductor 仓库免费获取。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
基金信息声明
德国研究联合会（Deutsche Forschungsgemeinschaft），GRK2762，项目编号 450917483（子项目 M1），资助 Daniel Hoffmann。
版权
本预印本的版权归作者／资助方所有；其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议提供。
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发布于 2026 年 7 月 1 日。
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T 细胞受体库结构与动态的感知不确定性定量分析
Simo Kitanovski、Kai Wollek、Daniel Hoffmann
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2026.06.28.735097
doi: https://doi.org/10.64898/2026.06.28.735097
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关键词：T细胞受体库 · 免疫受体多样性 · 贝叶斯定量分析 · 受体序列聚类 · 单细胞转录组
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.28.735097v1?rss=1