PDF《免疫信息学》

20 世纪

80 年代. 免疫信息学涉及的范围很广 , 研究的内容也很多. 根据理论来源和研究方向的不同 , 主要可以分为细

1082 自然科学进展 第14 卷第10 期2004 年10 月 胞因子反馈网络研究 、 免疫分子结构数学模型及数 据库的建立和使用[

13 ,14] 、 免疫信息学实验室研究 、 免疫学实验统计学及与免疫基因组学有关的免疫信 息学研究等多个领域 . 抗原分子表位的预测是目前 免疫信息学发展最快的领域 . 抗原分子表位分析是 建立在抗原提呈与识别的 MHC-抗原肽-TCR 三元 体形成的 X 射线衍射实验结果 [ 15] 和相应的理论研 究基础上的 .该理论最早来源于以对人类及动物 M HC 多样性研究为主要内容的免疫基因组学研究 .

1994 年,Rammensee 等建立了以抗原分子表位预 测为主要功能的网上分析数据库 [ 9, 10] , 这标志着抗 原分子表位的免疫信息学预测开始从免疫基因组学 这一有较长历史的学科[ 16] 中分离了出来 .现在 , 越来越多的科学家正在运用各种各样的网上分析数 据库( 见表 1) 或软件分析预测各种抗原分子( 如肿 瘤抗原分子、 与移植排斥相关的抗原分子以及各种 病毒蛋白抗原分子[

17 ] ) 的抗原表位.其中 , 肿瘤抗 原分子表位预测与 HIV [ 18] 和SARS-CoV 等病毒抗 原表位预测, 是研究预防和治疗这些致死性疾病抗 原肽疫苗的重要工具 . 然而 , 由于数据库中积累的 实验结果太少( 如SYFPEITHI 数据库中 , 数据最 完整 的HLA-A2 分子识别的九肽仅不足100 个[19] ) , 依据的免疫学理论体系还存在不足( 如抗 原加工相关转运体( TAP) 识别的多肽序列特异性的 规律及其机制还不清楚) , 采用的计算方法还不完 善( 如为减少计算量, 大多数系统只考虑了每个氨 基酸残基自己的因素而较少考虑不同位置的氨基酸 残基之间相互作用对三元体形成的影响) , 因此其 预测准确性受到很大影响 . 在期待数据库自身完善 的同时 , 运用免疫信息学进行分析时, 往往要采用 多种方法, 遵循一定的规律, 对预测的结果进行综 合评价 , 才能获得比较好的效果 , 最终达到提高效 率和节约成本的效果.我们在利用免疫信息学分析 SARS 病毒( 基因组 RNA 约为

29 kb[ 20] ) 抗原 HLA- A2 相关表位时 , 首先查询 SYFPEITHI 数据库和 EPITOPEPREDICT 数据库[ 21, 22] , 从近

1 万个可能 的抗原表位中筛选出

1000 余个可能的九肽序列;

然后, 通过欧洲生物信息研究所(EBI)的CLUS TAL W Multiple Sequence Alignments 序列比 较分析系统[ 23] , 将这

1000 余个九肽序列与已知的 人类冠状病毒 HCV-229E 比较 , 去除其中相同的序 列;

在此基础上, 利 用多肽结构分析软件HYPERCHEM[ 24] 对多肽结构 表1常用的网上免疫信息学数据库名称及网址 数据库名称 网址用途PREDEP MMBPred SVMHC ProPred -I BIMAS http: // bioinfo . md. huji. ac. il/ marg/ Teppred/ mhc-bind/ http: // w w w . imtech. res. in/ raghava/ mmbpred/ http: // w w w . sbc. su. se/ svmhc/ information. html http: // w w w . imtech. res. in/ raghava/ propred1/ http: // bimas. dcrt . nih. gov/ molbio/ hla _bind/ MHC I 分子结合肽预测数据库 ProPred EPIPREDICT http: // w w w . imtech. res. in/ raghava/ propred/ http: // w w w . epipredict. de/ index . html MHC II 分子结合抗原肽预测数据库 HLA Ligand / Motif Database RANKPEP nHLAPred http: // hlaligand. ouhsc. edu/ prediction. htm http: // mif . dfci. harvard. edu/ Tools/ rankpep. htm l http: // w w w . imtech. res. in/ raghava/ nhlapred/ HLA 配体 、 提呈抗原肽及 CT L 表位预测数据库 MHC BN JenPep http: // w w w . imtech. res. in/ raghava/ mhcbn/ http: // w w w . jenner . ac. uk/ jenpep / MHC 及TAP 结合肽数据库 MHC PEP http: // w ehih. w ehi. edu. au/m hcpep/ MHC 结合肽数据库 SYFPEITHI http: // w w w . uni-tuebingen. de/uni/ kxi/ 能被提呈的 MHC 结合肽数 据库 , 具有 抗原肽预测功能 HIV Molecular Immunology Database http: // w w w . hiv . lanl. gov/ content/immunology/ HIV 上的 CTL 和Th 细胞识别 表 位数 据库 BCIPEP http: // w w w . imtech. res. in/ raghava/ bcipep/ B 细胞识别表位数据库 FIMM IMGT http: // sdmc. lit . org . sg : 8080/fimm/ http: // w w w . ebi. ac. uk/ imgt/ 抗原 、MHC 及TC R 等 信息 的免疫 基因 组学数据库