中国医学科学院医学生物学研究所研究进展快报第8期 医学生物学研究所刘野团队在B细胞优势表位智能鉴定方面取得进展
2025年7月2日,中国医学科学院医学生物学研究所刘野团队在Briefings in Bioinformatics《生物信息学简报》发表了题为“Intelligent Batch Epitope Identification and Partitioning: an intelligent tool for the identification of B cell dominant epitopes”的论文。该研究基于分子层面的抗原-抗体相互作用,以及分层迭代模型(Hierarchical Iterative Merging Model),开发了一款可实现B细胞优势抗原表位智能化鉴定软件IBEIP(Intelligent Batch Epitope Identification and Partitioning)。
免疫优势?(Immunodominance)是指针对同一免疫原,免疫系统仅识别其中少数几个表位并产生免疫应答的现象。识别抗原B细胞优势表位区域,特别是针对中和抗体的表位,对于改进疫苗设计以及理解病原体免疫逃逸机制至关重要。传统的优势表位鉴定方法主要依赖多种免疫学实验,这些方法不仅耗时耗力,而且无法提供针对中和抗体的精确表位信息。蛋白质数据库(Protein Data Bank, PDB)中储存了大量抗原-中和抗体(Ag-nAb)复合物的晶体结构,这为我们利用生物信息学工具识别抗原B细胞优势表位区域提供了可靠的数据来源。然而,目前尚无专门工具能够从这些Ag-nAb复合物晶体结构中揭示这一关键的表位信息。
本研究开发的IBEIP软件是一款基于抗原-中和抗体(Ag-nAb)复合物数据识别B细胞优势表位区域的智能工具。? IBEIP软件能够通过分子层面的抗原-抗体相互作用分析,?精准定位?任一Ag-nAb复合物上的表位信息(图A)。结合本研究设计的?分层迭代模型,IBEIP软件能?智能地对鉴定的多个表位进行融合分析?,从而识别出抗原B细胞优势表位(图B)。该工具亦适用于?高频突变抗原?和?复杂表位结构的分析?。本研究共分析了127个来自呼吸道合胞病毒(RSV)融合蛋白、SARS-CoV-2刺突蛋白以及高频突变流感病毒血凝素蛋白的? Ag-nAb复合物?。结果显示,IBEIP软件识别出的表位残基与已报道表位的?重合度超过90%?,证实了该软件的可靠性。IBEIP软件为B细胞优势表位分析提供了一个?可靠与智能化的分析工具?,并为预防呼吸道合胞病毒(RSV)、SARS-CoV-2以及流感病毒感染提供了多个重要表位结构信息?。目前,IBEIP软件已取得了4项国家版权局授予的软件著作权(软件登记号:2022SR1598164、2023SR1683294、2024SR1247148、2025SR0491882)。
图.IBEIP软件B细胞抗原表位鉴定策略。
本研究工作得到中国医学科学院医学与健康科技创新工程探索研究专项和前沿交叉研究专项(2024-I2M-TS-030、2023-I2M-QJ-018)、云南省重大科技专项计划(202302AA310005)、云南省基础研究计划(202201AU070152)的资助。中国医学科学院医学生物学研究所刘野研究员为论文通讯作者,马云飞助理研究员为论文第一作者。
论文链接:https://academic.oup.com/bib/article/26/4/bbaf310/8190207
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