人易感H6N1禽流感病毒血凝素蛋白的B细胞抗原表位预测及进化分析

目的预测人易感H6N1禽流感病毒血凝素蛋白的B细胞抗原表位,并分析其进化特征。方法从GISAID和Gen Bank两大数据库获得人易感H6N1病毒的血凝素蛋白及近缘序列,采用多款预测软件分别预测了其B细胞线性和构象型抗原表位,并分析了这些表位的保守性、适应性和进化特征。结果综合各种因素共预测出4个线性表位(表位A、B、C和D)和2个构象型表位(表位E和F)。表位C和位点41、157、186、187在进化过程中易发生突变,其余表位较为保守,其中表位D最保守;位点157受到强烈的正选择作用,它可能是H6N1病毒逃避宿主免疫系统攻击的一个关键位点。结论人易感H6N1禽流感病毒血凝素蛋白拥有5个保守的B细胞抗原表位(3个线性、2个构象型)和1个正选择作用位点,将为其疫苗的研制、致病机制的理解和病毒防治提供理论基础。     

H5N1亚型禽流感病毒血凝素Th和B细胞表位预测及抗原性分析

目的:预测H5N1亚型禽流感病毒血凝素Th和B细胞相关抗原表位,并初步分析其抗原性.方法:依据近年H5N1亚型禽流感病毒流行趋势,下载得到相关HA蛋白氨基酸序列.进行生物信息学综合分析预测,获得Th和B细胞相关抗原表位,并比较其保守性和特异性.通过BALB/c小鼠和SPF鸡H5N1亚型禽流感病毒阳性血清,初步鉴定候选表位抗原性.结果:综合多项预测及空间构象模拟结果,我们获得了三条候选Th和B细胞表位,分别为HA141～155、HA206～223、HA302～316.候选表位处于H5N1亚型禽流感HA1 蛋白序列上相对保守的区域内,且与目前流行的H5N1亚型禽流感病毒HA相应区域具有较好的一致性.而不同候选表位在BALB/c小鼠和SPF鸡H5N1亚型禽流感病毒阳性血清反应中显示了不同抗体结合能力,预示了其成为功能表位的可能.结论:所筛选的表位具有成为H5N1亚型禽流感病毒HA Th和B细胞相关抗原表位的可能.本研究为深入揭示流感病毒感染与免疫机制,H5N1亚型禽流感功能表位认知及表位疫苗研究奠定了基础.     

H5N1型高致病性禽流感病毒血凝素蛋白及神经氨酸酶的B细胞抗原表位预测

目的预测H5N1亚型高致病性禽流感病毒HA蛋白和NA蛋白的B细胞表位,为基于B细胞表位的预防性疫苗设计提供依据。方法基于HA蛋白和NA蛋白的蛋白质序列,采用Kyte-Doolittle的亲水性方案,Emini方案,Karplus方案和Jameson-wolf抗原指数方案,并辅以MAGE蛋白的二级结构柔性区域分析,预测HA蛋白和NA蛋白的B细胞表位。结果分别预测出了6条血凝素蛋白(Hemagglutinin,HA)以及6条神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)B细胞优势表位。结论这些B细胞表位可为禽流感疫苗的研制提供实验依据。     

H7N9流感病毒HA、NA蛋白的抗原表位预测及其与HLA-Ⅱ类等位基因的相关性分析

目的:分析H7N9流感病毒的HA、NA蛋白的抗原表位;预测H7N9流感病毒相关的HLA-Ⅱ类等位基因及易感人群。方法:软件分析HA、NA的同源性、B细胞表位、T细胞表位以及与HA、NA结合力强的HLA-Ⅱ类等位基因;并根据该等位基因在亚洲不同地域的基因频率,预测H7N9的易感人群。结果:H7N9流感病毒株之间氨基酸序列相对保守;HA具有10个B细胞表位和15个T细胞表位;NA有12个B细胞表位和9个T细胞表位;HLA等位基因DRB1*0701与HA、NA具有强结合力,在新疆、哈尔滨、山东、辽宁、北京、石家庄、天津等多个中国北方地区人群中的基因频率较高,高于广东、云南、台湾地区、日本和韩国。结论:预测了HA、NA的抗原性表位,为H7N9流感病毒的疫苗研究提供了理论基础;HLA-DRB1*0701与H7N9流感病毒高度相关;H7N9流感病毒在新疆、哈尔滨、山东、辽宁、北京、石家庄、天津地区更易传播。     

统计学筛选电脑预测的人H5N1毒株核蛋白B细胞表位

目的 预测并筛选人禽流感H5N1毒株核蛋白(NP)的B细胞抗原表位.方法 采用DNAStar Lasergene 7.1软件,进行人禽流感H5N1毒株NP基因核苷酸序列分析.采用Kyte-Doolittle的亲水性方法、Emini方法和Jameson-Wolf抗原指数方法,辅以对NP的二级结构中的柔性区域的分析,采用SPSS13.0进行聚类、相关和四分位数分析,建立一种统计学筛选程序,预测H5N1病毒NP的B细胞表位,并对毒株A/GD/01/06(H5N1)的NP变异进行评价.结果 预测并筛选最有可能的B细胞表位为位于NP的N端317～326、452～457、467～473、367～370、491～498、375～378、171～177、48～53、245～250、76～104肽段等.A/GD/01/06(H5N1)的NP通过氨基酸第370位(N370S)位点置换,增加一个糖基化位点(NES368-370)并改变NP的特性.结论 用多参数预测并统计学筛选H5N1毒株NP的B细胞表位,可以为分子免疫学研究和药物筛选提供依据.A/GD/01/06(H5N1)毒株NP氨基酸第370位(N370S)位点置换改变其抗原性,但抗原表位大小未变(SNEN367-370).     

H1N1亚型流感病毒血凝素Th和B细胞表位预测及抗原性分析

目的:应用生物信息学方法预测H1N1亚型流感病毒血凝素Th和B细胞相关抗原表位,并初步分析其抗原性,为研制H1N1亚型流感病毒的表位疫苗奠定基础.方法:依据近年流感病毒流行趋势,从GenBank下载具有代表性的H1N1亚型流感病毒HA蛋白氨基酸序列.进行生物信息学综合分析预测,获得Th和B细胞相关抗原表位,并比较其保守性和特异性.通过Balb/c小鼠H1N1亚型流感病毒阳性血清与表位肽的结合试验,初步鉴定候选表位抗原性.结果:综合多项预测及空间构像模拟结果,我们获得了三条候选Th和B细胞表位,分别为HA_(73～87)、HA_(125～139)、HA_(188～205).候选表位处于H1N1亚型流感HAI蛋白序列上相对保守的区域内,且与目前流行的H1N1亚型流感病毒HA相应区域具有较好的一致性.而不同候选表位在BMB/e小鼠H1N1亚型流感病毒阳性血清反应中显示了不同抗体结合能力,预示了其成为功能表位的可能.结论:所筛选的表位具有成为H1N1亚型流感病毒HA Th和B细胞相关抗原表位的可能.此研究为深入揭示流感病毒感染与免疫机制,H1N1亚型流感功能表位认知及表位疫苗研究奠定了基础.     

唐山市甲型H1N1流感病毒血凝素基因序列分析

目的 分析2010—2016年唐山市甲型H1N1流感病毒血凝素(hemagglutinin,HA)基因序列进化特征.方法 选取唐山市3家哨点医院流感样病例分离到的24株甲型H1N1病毒,通过RT-PCR和测序方法获得HA基因的全长序列,运用分子生物学软件和统计学软件对序列进行拼接、比对和分析.结果 同源进化分析显示,24株甲型H1N1流感病毒HA基因与疫苗株A/California/7/2009的核苷酸和氨基酸的同源性分别为97.0%~99.0%和97.0%~98.5%.进化分析显示,2010—2016年唐山地区流行的甲型H1N1流感病毒属于1、7、6三个基因分支,其中6分支毒株分为6C、6B、6B.1和6B.2亚支.氨基酸位点分析显示,不同毒株与疫苗株比较存在8~16处氨基酸位点改变,其中7个变异涉及3个抗原表位:H138Q/Y和S203T突变位于Ca区,N125S、K153E、S162N、K163T/Q突变位于Sa区,S185T突变位于Sb区同时也位于受体结合部位;2015—2016流行季6B.1分支毒株抗原位点S162N突变增加了新的潜在糖基化位点.结论 与疫苗株比较,随着时间推移唐山地区甲型H1N1流感病毒发生了抗原漂变,未来仍应关注6B分支流行株的变化.     

禽流感病毒血凝素H5特异性单克隆抗体的制备及ELISA捕获法的建立

目的 制备和鉴定禽流感病毒(H5N1)血凝素(H5)特异性单克隆抗体(mAb),建立H5抗原的双抗体夹心ELISA捕获法.方法 以H5血凝素和携带H5全长基因的质粒免疫Balb/c小鼠制备mAb,利用血凝抑制(HI)实验筛选和鉴定,通过竞争抑制试验分析抗体识别表位,并采用抗体配对试验筛选捕获抗体和检测抗体,建立测定H5抗原的双抗体夹心ELISA捕获法.结果 获得16株特异性针对H5的单克隆抗体,与A型流感病毒H1、H3、H7、H9和B型流感病毒的血凝素无HI交叉反应,对H5血凝素的血凝抑制效价为1:100～1:51 200;通过配对实验,建立以单克隆抗体H5M9为捕获抗体,辣根过氧化物酶标记单克隆抗体H5M11为检测抗体的双抗体夹心ELISA;检测多株H5N1病毒和H5血凝素的最低检出值为1/32血凝单位,检测A型流感病毒H1N1、H3N2、B型流感病毒以及H7、H9血凝素均为阴性.结论 建立了一种灵敏度高、特异性强的测定H5抗原的ELISA捕获法,可应用于禽流感病毒H5N1感染的实验室早期诊断.     

H1N1流感病毒血凝素B细胞抗原表位的鉴定

目的利用计算机模拟和ELISA阻断实验研究流感病毒血凝素(HA)B细胞抗原表位,建立病原微生物表位检测新方法。方法以2009年H1N1流感病毒裂解疫苗作为免疫原,采用常规杂交瘤融合、筛选技术制备单克隆抗体(mAb),应用ELISA、血凝抑制试验(HI)及Western blot法鉴定获得mAb的特性。以获得的mAb为工具,联合应用ELISA阻断实验和计算机模拟方法预测H1N1流感病毒的B细胞抗原表位。结果获得4株抗H1N1流感病毒HA抗原的mAb,通过ELISA阻断实验将HA的B细胞抗原表位分为两类,通过计算机模拟预测发现4株抗体能与HA上的两类表位相结合。结论计算机模拟和ELISA阻断实验的结果一致,建立了用于预测其他病原微生物表位的新方法。     

柯萨奇病毒A6 型VP1 蛋白的生物信息学分析

目的:预测柯萨奇病毒A组6型(Coxsackievirus A6,CVA6)的衣壳蛋白VP1的基本理化性质、结构功能及线性B细胞表位。方法:应用Bioedit软件、Sub Loc、Target P和生物信息学资源门户Ex PASy中的多种在线工具对CVA6 VP1的氨基酸序列进行分析。结果:CVA6 VP1为一亲水性蛋白,其相对分子量为33.6 k D,等电点为7.92,含有24个可能的磷酸化位点,没有信号肽、跨膜区和可能的脂酰化位点;其二级结构中以无规则卷曲居多,有48.52%的氨基酸残基暴露于溶液界面;该分子内存在多个潜在的线性B细胞表位,其中的155~165位氨基酸残基区域的抗原指数最高。结论:成功预测到CVA6 VP1的基本理化性质、结构功能特征及可能的线性B细胞表位,为该蛋白的进一步研究及疫苗和免疫诊断试剂的研制打下基础。     

抗原表位预测的免疫信息学方法研究进展

表位是抗原分子中由特殊的化学基团组成的结构，根据与抗原受体结合的不同可分为B细胞表位和T细胞表位。B细胞表位是抗原中可被B细胞抗原受体或抗体特异性识别并结合的线性片段或空间构象性结构。B细胞表位只有很少的一部分是线性表位，而绝大部分（约90％）是构象性表位。定位构象性表位最直接的方法是分析抗原蛋白-单克隆抗体的结晶复合物，但这个实验耗时很长，而且实验所需的单克隆抗体以及纯抗原蛋白．单克隆抗体的结晶复合物制备都有很大的困难。因此通过生物信息学方法准确预测B细胞表位，不仅有助于基础免疫学研究，而且也有助于疫苗和抗体的研究与开发。     

广东新型甲型H1N1病毒血凝素基因分子进化与变异

目的 揭示广东地区2009-2011年新型H1N1病毒血凝素基因(HA)进化特征及抗原表位变异特征.方法 采用时空抽样方法抽样,检测2009-2011年广东分离的24株新型H1N1病毒HA基因核苷酸序列,与GenBank中44株国外相应序列比较;比对HA基因核苷酸序列,分析基因分子变异,构建分子遗传动力学MCMC进化树;同时分析2009-2011年广东毒株HA基因的抗原表位变异情况.结果 68株HA基因进化树显示,广东毒株进化树主干至少分为6大分支;其中2011年毒株聚类为2个(Ⅴ和Ⅵ)主要分支,各具基因特征.变异频率较高的位点包括391、467、202和214位,正向选择位点包括8、145和391;广东毒株抗原表位区发生S145L/P、L208I、Q240R、S160G和G187R位点变异.2009年广东毒株HA基因分支Ⅰ毒株可能于2010年传播到亚洲、欧洲和澳洲地区.结论 广东新型H1N1病毒HA基因变异具有传播特征(Ⅰ)和地区特征(Ⅵ),位于抗原表位Ca、Sa和Sb的氨基酸发生变异,其中位点145等变异频率较高,承受着正向选择压力.     

基于EV71交叉保护抗原P1的前体蛋白B细胞抗原位点的预测

目的获得EV71P1保守氨基酸序列COBRA EV71 P1和基于此序列的B细胞抗原表位预测信息。方法从NCBI（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/）上下载获取1970-2010年间世界各地暴发流行的包含P1或VP1基因片段的EV71源序列和对应的氨基酸序列,根据VP1基因片段信息构建系统进化树,对源序列进行基因分组;对多基因型的EV71 P1氨基酸源序列采用多序列比对,以优势氨基酸位点代替差异氨基酸位点的方法,获得EV71 P1保守序列（COBRA EV71 P1）,并运用IEDB Analysis Resource （http：//tools.immuneepitope.org/main/）在线预测工具和DNASTAR软件里的Protean模块,运用单参数和二级结构预测综合考虑的方法,对COBRA EV71 P1前体蛋白的B细胞抗原表位进行预测。结果成功比对出COBRA EV71 P1氨基酸序列,预测结果发现在COBRA EV71 P1前体蛋白的第10-24,41-60,68-82,208-225,328-345,498-514,592-609,664-678,772-786和841-855位点均具有较好的亲水性、表面可及性、柔韧性和抗原指数,并且在二级结构上含有易形成抗原表位的无规则卷曲和β-转角,有可能是COBRA EV71 P1前体蛋白的优势表位。结论经生物信息学分析,推测COBRA EV71 P1可能具有三个基因型EV7 1P1前体蛋白的候选B细胞线性抗原表位,为EV71重组多表位疫苗设计和多基因型病毒样颗粒疫苗实验提供了理论基础。     

应用免疫信息学技术预测严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)的抗原表位

目的运用免疫信息学技术预测严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)的B细胞、细胞毒性T淋巴细胞(CTL)和辅助T(Th)细胞的抗原表位。方法从NCBI数据库检索SARS-CoV-2蛋白序列,根据抗原性≥0.5和氨基酸数≥100进行筛选,最终的蛋白序列用于后续的抗原肽的预测。用蛋白质结构预测软件Phyre2进行三维结构的预测、蛋白质模型结构的细化软件GalaxyRefine优化蛋白的三维结构,最后用蛋白质结构同源建模SWISS-MODEL系统对优化后的结构进行准确性评估。蛋白序列用于CTL、Th细胞和线性B细胞抗原肽预测,三维结构用于结构性B细胞抗原预测。免疫表位数据库和分析资源(IEDB)预测SARS-CoV-2的CTL和Th细胞抗原表位,B细胞线性抗原肽预测软件Bepipred Linear Epitope Prediction 2.0和B细胞结构抗原肽预测软件ElliPro-Epitope prediction based upon structural protrusion分别预测B细胞线性和结构抗原肽。结果从NCBI数据库获得了27个SARS-CoV-2的蛋白序列,去掉抗原性0.5和氨基酸数100的蛋白质后,最终选定9个蛋白进行后续抗原肽预测。最终获得了24个CTL、20个Th细胞、12个B细胞线性表位和16个B细胞结构表位。结论获得的抗原表位可用于后续多表位疫苗的设计,相较于只针对单种蛋白靶点的抗原表位而言,多靶点抗原表位具有更强的免疫原性,这些抗原表位对SARS-CoV-2疫苗而言,具有一定的参考价值。     

旋毛虫抗原分子克隆及其T细胞和B细胞表位预测

目的 克隆旋毛虫肌幼虫Mr21 000抗原蛋白基因(Ts21),预测其T细胞和B细胞表位.方法 旋毛虫(河南地理株)感染小鼠后收集肌幼虫,提取肌幼虫总RNA,应用RT-PCR技术获取目的基因Ts21,构建重组质粒pUC18-Ts21并测序,应用生物信息分析软件预测其T细胞和B细胞表位.结果 成功构建克隆载体pUC18-Ts21.旋毛虫Mr21 000抗原的T细胞表位位于第9～23、135～150位氨基酸位点;B细胞表位位于第31～35、53～56、98～104、124～130、133～157、160～172位氨基酸位点.结论 成功克隆了旋毛虫河南地理株肌幼虫Mr21 000抗原的编码基因,T细胞和B细胞表位预测结果表明该抗原蛋白具有较好的抗原性,可作为旋毛虫病免疫诊断和预防的候选抗原.     

大肠杆菌O157：H7 IntC300 B细胞抗原表位的综合预测

目的预测肠出血型大肠杆菌O157：H7 IntiminC端300氨基酸片段（IntC300）的B细胞抗原表位。方法采用计算机软件和网络服务器分析IntC300的亲水性、β-转角、柔韧性、表面可及性和抗原指数。判断其B细胞抗原表位。结果B细胞抗原表位可能在20—36、76—88、189—198、262—279和284—296残基或其附近。结论对EHEC O157：H7 IntC300 B细胞抗原表位的综合预测，为研究诊断性单克隆抗体及多肽疫苗提供了理论工具。     

人源α-烯醇化酶B细胞表位鉴定及其与牙龈卟啉单胞菌烯醇化酶的交叉反应预测

目的:预测鉴定人源α-烯醇化酶蛋白的B细胞抗原表位,探讨人源α-烯醇化酶与牙龈卟啉单胞菌烯醇化酶之间的交叉反应性。方法:以人源α-烯醇化酶蛋白序列为基础,综合应用多个软件预测B细胞线性表位;再以人源α-烯醇化酶的蛋白晶体结构为基础,采用4个生物信息学软件综合预测B细胞构象表位;利用原核表达系统对人源α-烯醇化酶蛋白进行表达、亲和层析法进行,纯化抗原免疫BALB/c小鼠,化学合成预测的线性表位片段检测抗体反应,确定人源α-烯醇化酶蛋白B细胞表位。利用Clustal X进行蛋白质序列比对和Swiss-Model进行同源模建,研究人源α-烯醇化酶和牙龈卟啉单胞菌烯醇化酶的交叉反应性。结果:人源α-烯醇化酶线性B细胞表位优势区域为9-25aa,28-43aa,70-85aa,163-178aa,229-244aa,280-295aa;构象性B细胞表位优势区域为:1-4/24-30/77-86/124aa,9-16/51-59aa,250-254/262-268/271-274aa;合成的线性表位片段中9-25aa免疫应答反应最强烈,其次是70-85aa,再次为28-43aa,163-178aa,229-244aa,280-295aa;牙龈卟啉单胞菌烯醇化酶和人源α-烯醇化酶氨基酸序列同源性高达50.11%,两者在线性B细胞表位优势区域的9-24aa和32-42aa序列高度相似;空间构象比对结果显示牙龈卟啉单胞菌烯醇化酶和人源α-烯醇化酶之间的RMSD值为1.055,且两者在3个构象性B细胞表位优势区域的空间构象高度相似,推测二者可能在上述区域发生交叉反应。结论:预测并鉴定了人源α-烯醇化酶蛋白的B细胞抗原表位,比较其与牙龈卟啉单胞菌的烯醇化酶可能发生交叉反应的位点,为研究人源α-烯醇化酶蛋白的自身抗原性和类风湿性关节炎发病机制提供了理论基础。     

2000-2009年H1N1甲型流感病毒神经氨酸酶的进化分析和序列解析

目的研究2000-2009年世界各地不同物种流感病毒神经氨酸酶的进化特征和关键位点的变异情况。结论从NCBI数据库下载所需序列,采用生物信息软件对其氨基酸序列进行种系发生树的构建,以及序列特性的分析。结果新型流感病毒和猪/禽流感病毒NA蛋白在进化关系上非常接近,并且抗原决定簇和糖基化位点的变异也大致相同。结论新型毒株NA蛋白可能由早期的H1N1猪/禽流感病毒进化而来,在进化过程中,一些重要位点的变异导致NA蛋白发生抗原性变异,从而导致流感的大爆发。     

大肠埃希菌O157：H7Tir基因的生物信息学分析

目的扩增和测序肠出血型大肠埃希菌O157：H7 tir打基因,利用生物信息学预测分析其结构和功能特征．以探讨Tir作为疫苗候选抗原的可能性。方法利用PCR技术扩增fir基因并测序,应用生物信息学网站在线分析工具和vectorNTISUite软件分析Tir蛋白结构和生物学功能,预测B细胞抗原表位。结果该基因全长1674bp,编码558个氨基酸,蛋白质总体亲水性高,有稳定的理化性质。含有3个结构和功能域,两段穿膜结构,多个磷酸化位点,预测20个B细胞线性表位。结论Tir毒力因子是很有前景的疫苗候选抗原,为肠出血型大肠埃希菌O157：H7的疫苗研究提供了理论依据。     

禽流感病毒(H5N1型)血凝素(HA)T细胞抗原表位的预测

目的：应用免疫信息学的方法寻找不同来源的H5NI型禽流感病毒血凝素（HA）的共同抗原决定簇，为发展H5NI型禽流感病毒的表位疫苗打基础。方法：从GeneBank下载不同来源的H5NI型禽流感病毒血凝素（HA）的氨基酸序列，先使用Clustal W1．83生物软件对这些氨基酸序列进行同源性比较，然后使用SYFPEITHI生物学软件分析不同来源氨基酸序列的MHCI类分子提呈的抗原肽（抗原决定簇），最后寻找共同的、且和MHCI类分子结合比较强的抗原肽。结果：不同来源的氨基酸序列同源性虽然不尽相同，但是，他们之间也有一些相同的、并且和MHCI类分子结合比较强的抗原肽。结论：利用这些相同的、并且和MHCI类分子结合比较强的抗原肽有可能发展H5NI型禽流感病毒表位疫苗，用来预防H5NI型禽流感。