基于遷移學(xué)習(xí)的MHC-I型抗原表位呈遞預(yù)測(cè)

胡偉澎，李佑平，張秀清

基于遷移學(xué)習(xí)的MHC-I型抗原表位呈遞預(yù)測(cè)

胡偉澎1,2,3，李佑平2,3,4，張秀清2,3,4

1. 華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，廣州 510006 2. 深圳華大生命科學(xué)研究院，深圳 518083 3. 華大吉諾因，武漢4300794 4. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)華大教育中心，深圳 518083

基于新抗原的腫瘤免疫治療，抗原呈遞的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是篩選T細(xì)胞特異性表位的關(guān)鍵步驟。質(zhì)譜鑒定的表位數(shù)據(jù)對(duì)建立抗原呈遞預(yù)測(cè)模型具有重要價(jià)值。盡管近年來(lái)質(zhì)譜數(shù)據(jù)的積累持續(xù)增加，但是大部分人類白細(xì)胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)分型所對(duì)應(yīng)的多肽數(shù)量相對(duì)較少，無(wú)法建立可靠的預(yù)測(cè)模型。為此，本研究嘗試?yán)眠w移學(xué)習(xí)的方法，先利用混合分型的表位數(shù)據(jù)建立模型以識(shí)別抗原表位的共同特征，在此預(yù)訓(xùn)練模型的基礎(chǔ)上再利用分型特異性數(shù)據(jù)建立抗原呈遞預(yù)測(cè)模型Pluto。在相同的驗(yàn)證集上，Pluto的平均0.1%陽(yáng)性預(yù)測(cè)值(positive predictive value, PPV)比從頭訓(xùn)練的模型高0.078。在外部的質(zhì)譜數(shù)據(jù)獨(dú)立評(píng)估上，Pluto的平均0.1% PPV為0.4255，高于從頭訓(xùn)練模型(0.3824)和其他主流工具，包括MixMHCpred (0.3369)、NetMHCpan4.0-EL (0.4000)、NetMHCpan4.0-BA (0.3188)和MHCflurry (0.3002)。此外，在免疫原性預(yù)測(cè)評(píng)估上，Pluto相對(duì)于其他工具也能找到更多的新抗原。Pluto開(kāi)源網(wǎng)址：https://github.com/weipenegHU/Pluto。

免疫治療；新抗原；抗原呈遞；深度學(xué)習(xí)；遷移學(xué)習(xí)

腫瘤細(xì)胞內(nèi)含有腫瘤特異性突變位點(diǎn)的蛋白質(zhì)能夠被消化為不同長(zhǎng)度的多肽，含有突變的多肽能夠在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中與主要組織相同性復(fù)合體(major his-tocompatibility complex, MHC)結(jié)合形成多肽-MHC復(fù)合物然后被呈遞到細(xì)胞表面，如果多肽-MHC復(fù)合物被T細(xì)胞特異性識(shí)別，即能夠引起腫瘤細(xì)胞的凋亡，這種多肽被稱為新抗原。……