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生物信息学方法预测病原体抗原蛋白序列中多肽疫苗候选表位

2021-09-08赵静静澹小秀王广志欧阳俭简星星

生命科学研究 2021年4期

赵静静,澹小秀,王广志,欧阳俭,简星星,3*,谢 鹭*

(1.上海海洋大学食品学院,中国上海 201306;2.上海市生物医药技术研究院上海生物信息技术研究中心,中国上海 201203;3.中南大学湘雅医院生物信息中心,中国湖南 长沙 410008)

疫苗是当前人类对抗病原生物最经济有效的方式。现阶段,针对病原体蛋白中能够引起免疫系统效应功能的表位而设计的多肽疫苗是新型疫苗研发的热点。多肽疫苗一般是指利用化学合成技术,按照病原体抗原基因中具有免疫原性的一段或多段氨基酸序列构成而制备的疫苗[1]。其因成分简单、特异性强、安全性高、易于保藏等优点被广泛应用于传染病和肿瘤的预防和治疗中,例如:预防人乳头瘤状病毒的疫苗[2]、预防乙型肝炎病毒的HBsAg/preS疫苗[3]、新型艾滋病疫苗RV144[4]及个性化肿瘤新抗原疫苗[5]等。

近年来,得益于生物信息学技术的迅猛发展,反向疫苗学在疫苗设计领域显示出广阔的应用空间。以“序列-结构-功能”思想为依据,借助生物信息学工具对病原体高通量的组学信息(基因组学、转录组学、蛋白质组学等)预先进行严格的预测和筛选,能极大地提高研究人员发现病原体蛋白质序列中候选表位的效率。随着候选表位的持续产出和收集,相关表位数据库应运而生,如IEDB(Immune Epitope Database)[6]及本课题组自行构建的dbPepNeo[7]等。研究人员利用这些数据集开发了诸多表位预测和筛选的工具,但其中的多数均只针对特定的功能进行开发,如:NetMHC-pan EL 4.0[8]主要用于预测与主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)结合的抗原表位;本课题组开发的INeo-Epp[9]则用于预测具有免疫原性的抗原表位。……

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