在治疗靶点筛选和联合用药的创新研究中，流式细胞术有助于研究者在药物开发早期评估不同个体间的生物学差别，从而进一步说明药物有效性的作用机制。此外，该技术能够对肿瘤微环境、外周血及其他宿主组织中的免疫系统进行高通量、定量化分析，有助于更准确地预测免疫治疗疗效，并推动免疫治疗策略的持续优化与规模化发展。
流式细胞术几乎可应用于药物发现的各个阶段——从靶点鉴定、先导化合物筛选到大分子药物、ADC 和疫苗开发。药物靶标涵盖了细胞内外多种生物分子结构，包括细胞膜蛋白、信号传导蛋白、结构蛋白，以及基因水平的 DNA 和 RNA 等。
在早期研究中，通过高通量方式表征大型且多样化的细胞群体，有助于靶点筛选。利用荧光探针标记与疾病相关的细胞分子特征，可以快速评估细胞的结构和功能状态，如蛋白表达丰度或膜完整性。完成靶蛋白鉴定和先导化合物筛选后，研究人员还可利用流式细胞术评估候选药物的功效与毒性。
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