PDF《免疫信息学》

自然科学进展 第14 卷第10 期2004 年10 月 *专题评述 * 免疫信息学 王月丹 陈慰峰* 北京大学医学部免疫学系 T 细胞研究室 , 北京

100083 2004-02 -16 收稿 , 2004-03 -26 收修改稿 * 通讯作者 , E -mail: w fchen@public.

bta . net . cn 1)见亚洲大洋洲免疫学会联盟( FIMSA) 理事会第三届学术大会征稿说明 摘要 免疫信息学是在

21 世纪初才被建立的一门以信息学与现代免疫学为基础的交叉学科 . 在中外科学家的共同努力下, 免疫信息学的概念和理论体系正在逐步走向成熟 , 其自身的发展也 促进了现代免疫学和新型疫苗研究工作的进步.文中对免疫信息学概念的建立过程及免疫信息学 的最新进展做一简要概述 . 关键词 免疫信息学 抗原表位 疫苗设计 免疫信息学( Immunoinformatics) 是以信息学和 现代免疫学为基础的一个新的交叉学科 [ 1] ;

是运用 信息学的理论和方法解决免疫学问题的学科;

同时 也是研究免疫应答中免疫信息传递规律的科学 .免 疫信息学的研究内容是运用生物信息学的分析手 段, 利用现代免疫学实验的资料和现代免疫学理 论, 对免疫系统识别/传递的特有信号( 特别是指抗 原信号) 进行研究 , 从而总结归纳出免疫系统信号 识别/传递的规律 , 对免疫学现象进行科学的预测 , 并通过免疫学实验对预测的结果进行验证, 以解决 免疫诊断、 免疫治疗和疫苗制备等方面的实际问 题. 免疫信息学分析[

2 ] 就是利用免疫信息学的规 律, 对免疫学实验结果进行预测, 再通过有效的免 疫学实验对其预测的结果进行验证, 从而能在短期 内得到正确的结论.这将大幅度地减少免疫学研究 的工作量 , 节约研究成本 , 促进现代免疫学的更快 发展 , 使原来不能或不易进行的工作( 如通过抗原 表位分析寻找疫苗) 能够顺利进行[ 3~ 5] .因此 , 免 疫信息学分析正在成为现代免疫学研究的重要研究 工具 . 同时, 随着生物信息学分析计算能力的提高 和现代免疫学实验技术的迅速发展 , 免疫信息学也 得以飞速发展.在此, 我们对免疫信息学与免疫信 息学分析的出现与发展进行一个简要的介绍 .

1 免疫信息学概念的提出及其发展 免疫信息学 这个名词最早是由以色列科学 家Segel 在2001 年提出的 , 是描述免疫系统中以细 胞外化学物质( 如细胞因子) 为介质的各种生物反馈 现象及其机制的国际合作网络 [

6 ] .同年, 亚洲大洋 洲免疫学会联盟( FIMSA) 理事会提出在其第三届学 术大会中增设 生物信息学在免疫学研究中应用 的主题 , 负责学术大会筹备的我国科学家陈慰峰教 授提出了用 Immunoinformatics 作为该主题讨论 的题目.尽管大会由于 SARS 流行等原因被推迟 了,但这是免疫学家第一次明确阐明了免疫信息学 是以信息学与现代免疫学研究为基础的交叉学科, 并提出现阶段的免疫信息学应主要以抗原表位( 主 要是肿瘤抗原表位) 分析和免疫学计算国际合作网 络的建设作为讨论的重点1) .2003 年5月,英国科 学家 Flower 提出免疫信息学是生物信息学的一个

1081 新发展, 是运用信息学的手段分析免疫大分子活动 的机制, 是通过计算进行疫苗或免疫学药物设计的 重要工具 [ 3] . 同月, 我们发表了以免疫信息学分析 为基础的 SARS 病毒表位研究结果 , 并通过免疫信 息学分析比较了 SARS 病毒与人类冠状病毒 HCV- 229E 的免疫应答差异性的可能机制 , 并在此基础 上经过免疫信息学计算和免疫学实验 , 从千余个可 能的 T 细胞表位中确定了两个人HLA- A2 分子识别 的SARS 表面蛋白特有的 T 细胞表位[ 2] , 以此证明 了免疫信息学在研究现代病原微生物免疫学与疫苗 学研究中的重要作用 .同年, 新加坡科学家 Brusic 提出免疫信息学是一门新的信息科学 , 其主要发展 包括了免疫数据库的建立和查询 、 序列分析、 免疫 分子结构模型分析、 免疫系统数学模型分析、 免疫 信息学实验室研究、 免疫学实验统计学和免疫基因 组学( Immunogenomics) 等方面的进展[ 1] . 这些工作 为免疫信息学理论的形成奠定了基础 , 并为其今后 的发展方向指明了道路.尽管 免疫信息学 的提 出仅有不足