Beacon单细胞功能分析技术在BiTE表征与筛选中的应用
双特异性 T 细胞衔接器（BiTE）是肿瘤免疫治疗领域重要的研发方向，通过同时结合 T 细胞表面 CD3 分子与肿瘤相关抗原，介导 T 细胞定向杀伤肿瘤细胞。现阶段 BiTE 候选分子筛选多依赖细胞群体水平的细胞毒性、细胞因子检测，无法体现单个 T 细胞间的功能异质性。而T 细胞与肿瘤细胞的结合动力学、杀伤行为、细胞因子分泌差异等关键信息被平均化数据掩盖，制约候选药物药效、安全性评价与优选效率。单细胞功能分析技术可突破上述瓶颈，助力精准、高效筛选优质BiTE候选药物。
一、Beacon单细胞功能分析技术原理
首先，Beacon系列平台依托光电定位（OEP®）技术和微流控芯片，可在成千上万个独立的NanoPen小室中，自动完成单个 T 细胞、单个肿瘤靶细胞与细胞因子捕获微球的精准导入，并行构建独立单细胞共培养微环境。流体灌注系统可向小室输注BiTE 药物，或共导入可分泌 BiTE 的 CHO 工程细胞，在原位实现候选分子持续局部表达，复刻药物作用微环境。
图1：Beacon系列平台利用光电定位技术在微流控芯片的纳升级小室NanoPen中构建单细胞共培养体系。
随后，Beacon系列单细胞光导平台可以开展多维度的功能表征实验，包括动态细胞杀伤、细胞运动与细胞相互作用、多重细胞因子分泌检测以及T细胞表面标志物检测：
（1）借助Caspase-3荧光底物，实时追踪靶细胞凋亡进程，量化BiTE介导的T细胞特异性杀伤效率。结合全自动细胞轨迹追踪算法，记录小室内T细胞与肿瘤细胞的运动状态、接触频次与作用时长，解析 BiTE 调控下细胞间相互作用。
（2）利用NanoPen内预先导入的细胞因子捕获微球，可在单个小室中同步检测最多3种细胞因子，精准区分不同 T 细胞受BiTE作用后的活化分泌差异，规避群体检测带来的数据平均化偏差。
（3）在功能检测结束后开展表面标志物染色，将T细胞活化、耗竭等表型特征与杀伤、细胞因子分泌功能一一关联，明确BiTE诱导T细胞功能变化的表型基础。
图2：实时监测动态细胞杀伤（左）、细胞运动与相互作用（右）。
最后，完成上述的各种功能检测后，可以将筛选出的目标细胞回收用于下游的测序分析。
图3：利用光电定位技术精准回收目标细胞至96孔板。
二、利用实时单细胞功能分析技术表征BiTE
依托多指标同步检测方案，可在单细胞分辨率下，从靶细胞杀伤活性、细胞因子分泌、细胞表型、细胞互作动力学四个维度表征 BiTE 的药理活性。
图4：Beacon平台构建单个T细胞与肿瘤细胞的共培养体系，并灌注含有BiTE的培养基，从而多维度评估BiTE的药效。
以 Runimotamab 作用于 CD8⁺T 细胞与 SK-BR-3 乳腺癌细胞共培养体系的研究为例，相较于无药物对照组，单细胞功能分析可清晰显现药物干预组 T 细胞活化水平、细胞因子分泌量显著提升，直观展现候选 BiTE 的免疫激活效果，从而验证Beacon系列平台具备单细胞分辨率解析BiTE药物的效果。
图5：CD8+ T细胞与SK-BR-3肿瘤细胞共培养体系中加入Runimotamab后显著提高T细胞的细胞因子分泌与激活标志物表达，凸显Beacon平台可在单细胞分辨率下解析BiTE对免疫细胞活性产生的作用。
三、功能优先的高通量 BiTE 筛选方案
通过向NanoPen小室导入单个 T 细胞、肿瘤靶细胞、可分泌 BiTE 的 CHO 工程细胞，从而实现原位评价候选 BiTE的药效。这种功能优先的筛选模式可从大容量文库中快速筛选和鉴定活性 BiTE。
图6：BiTE 高通量筛选方案。
图7：在包含T细胞与SK-BR-3 靶细胞的NanoPen内原位生成BiTE从而实现对BiTE的功能筛选（左）。CHO 细胞分泌BiTE形成IgG bloom（右）。
四、小结
Beacon系列平台的单细胞功能表征实验流程通过实时测定T细胞功能可实现功能优先的BiTE筛选和BiTE候选分子的深度表征。
参考文献
PEGS BOSTON 2026, POSTER B022
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