CDR3
CDR3（Complementarity-Determining Region 3，互补决定区3）是 T细胞受体 (TCR) 和 B细胞受体 (BCR/抗体) 可变区中变异程度最高、特异性最强的区域。与主要由种系基因编码的 CDR1 和 CDR2 不同，CDR3 位于 V(D)J重排 的连接处（V-D-J 或 V-J Junction），包含了大量随机插入的 N-核苷酸。在结构上，CDR3 位于抗原结合位点的中心，直接负责识别 抗原表位（对于 T 细胞则是识别 MHC 呈递的抗原肽）。由于每个淋巴细胞克隆的 CDR3 序列几乎都是独一无二的，它被视为该克隆的“分子指纹”，是 免疫组库 测序和 微小残留病灶 (MRD) 监测的核心靶标。
形成机制：极度多样性的源泉
抗体或 TCR 的可变区包含三个 CDR，其中 CDR1 和 CDR2 完全由种系基因中的 V基因 片段编码，其多样性有限。唯独 CDR3 跨越了 V-D-J（重链/β链）或 V-J（轻链/α链）的连接处，获得了惊人的多样性。
- 基因重组： 它是 V 片段的 3' 端、D 片段（如有）和 J 片段的 5' 端拼接而成的。
- 连接区柔性： 核酸外切酶 会在连接处随机切除核苷酸，导致长度不一。
- 随机插入： 最关键的是，末端脱氧核苷酸转移酶 (TdT) 会在断端随机添加非模板的 N-核苷酸。这使得 CDR3 的序列理论上具有 $10^{13}$ 种以上的可能性，构成了适应性免疫识别广度的物质基础。
结构功能：抗原结合的中心
在三维结构中，CDR3 位于抗原受体的最顶端中心位置。
- T细胞受体 (TCR)： CDR3α 和 CDR3β 形成一个环，位于 TCR 结合面的中央，直接与 MHC 分子沟槽中呈递的 抗原肽 进行接触。因此，CDR3 序列直接决定了 T 细胞对抗原的特异性。
- B细胞受体 (BCR/抗体)： 重链的 CDR3 (CDR-H3) 通常最长且变异最大，往往占据抗原结合口袋的中心位置，对 亲和力 贡献最大。
生物信息学：免疫系统的条形码
由于每个淋巴细胞克隆的 CDR3 序列都是独一无二的，它成为了现代免疫组库 (Immune Repertoire) 研究的核心。
| 应用领域 | 原理与方法 |
|---|---|
| 微小残留病灶 (MRD) |
白血病或淋巴瘤细胞具有特定的 CDR3 序列。治疗后，通过高通量测序追踪该 CDR3 序列的丰度，灵敏度可达 $10^{-6}$，远超传统形态学。 |
| 克隆扩增分析 | 在感染或接种 疫苗 后，特异性 T/B 细胞会扩增。通过分析 CDR3 的频率分布（Clonal Expansion），可以评估免疫应答的强度。 |
| 新抗原匹配 | 利用 AI 模型（如 DeepTCR）预测特定的 CDR3 序列是否能结合肿瘤特有的突变肽段，用于指导 TCR-T 疗法开发。 |
学术参考文献 [Academic Review]
[1] Davis MM, Bjorkman PJ. (1988). T-cell antigen receptor genes and T-cell recognition. Nature.
[点评]：经典综述，结合结构生物学数据，确立了 CDR3 环在 TCR 识别 MHC-抗原肽复合物中的中心地位。
[2] Robins HS, et al. (2009). Comprehensive assessment of T-cell receptor beta-chain diversity in alpha beta T cells. Blood.
[点评]：开创了利用高通量测序技术（HTS）对 CDR3 进行深度测序的先河，标志着免疫组库学（Immunomics）的诞生。
[3] Schatz DG, Swanson PC. (2011). V(D)J recombination: mechanisms of initiation. Annual Review of Genetics.
[点评]：详细解析了 RAG 复合体如何在分子水平上生成 CDR3 的连接区多样性，是理解 CDR3 起源的权威文献。