人工智能驱动的新型个性化肿瘤疫苗设计及其作用机制研究
批准号:
U20A20409
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
260.0 万元
负责人:
陈枢青
依托单位:
学科分类:
生物技术药物
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈枢青
中文摘要
肿瘤特异性抗原是人体免疫系统抑制肿瘤发生、发展的基础。源于肿瘤突变蛋白的新生抗原可绕过中枢免疫耐受机制成为肿瘤特异性抗原。利用肿瘤体细胞突变信息和新生抗原预测的人工智能算法,可以发现个体化的新生抗原,并可进一步设计成为肿瘤个体化疫苗。申请人课题组与国际同步开展了人工智能驱动个性化肿瘤疫苗的设计研究,并开展了约50例临床试验,虽然初步证明了疫苗的可行性、安全性和温和的有效性,但离临床的需求尚有距离。主要问题是新生抗原的预测准确性不够和特异性T细胞的激活程度不足。本项目拟利用质谱技术建立中国人群高频HLA递呈多肽的数据库,并以此扩充深度学习训练数据集,提高新生抗原预测算法的准确性;基于我们近期的发现(Cell, 2019)设计新型个性化肿瘤疫苗及相应的人工APC,引入T细胞第二信号通路,进一步提高T细胞的激活和扩增效率,使之兼具T细胞刺激特异性和有效性,实现对肿瘤细胞的高效特异性杀伤。
英文摘要
Tumor-specific antigens (TSAs) are the basis for the human immune system to suppress tumorigenesis and development. Neoantigens derived from tumor mutant proteins can bypass the central immune tolerance mechanism and become TSAs. Taking advantage of the artificial intelligence algorithm of tumor somatic mutation information and neoantigen prediction, individual neoantigens can be discovered and further designed into personalized tumor vaccines. The applicant's research group has carried out the research of personalized tumor vaccines driven by artificial intelligence in parallel with the international, and carried out about 50 clinical trials. Although the feasibility, safety and mild effectiveness of the vaccine have been initially proved, it is still far from the clinical needs. The main problems are insufficient prediction accuracy of neoantigens and insufficient activation of specific T cells. This project intends to utilize mass spectrometry technology to establish a database of high-frequency HLA presentation peptides from Chinese, and to expand the deep learning training data set to improve the accuracy of the neoantigen prediction algorithm. Based on our recent findings (Cell, 2019), we designed a novel personalized tumor vaccine and corresponding artificial APC that introduced the second signaling pathway of T cells to further enhance the activation and expansion efficiency of T cells, which make them both specific and effective for T cell stimulation, thereby achieving efficient and specific killing of tumor cells.
本项目围绕人工智能驱动的新型个性化肿瘤疫苗设计及机制展开研究,成果丰硕,有力推动了肿瘤免疫治疗的发展。.DeepTAP 模型凭借独特架构与优化手段,整合 TAP 与多肽亲和力数据,在预测 TAP 结合肽时优势显著,精准提升了高置信度新生抗原预测准确性。MultiMHC 算法融合深度学习与多模态理念,运用图模型和传统嵌入法表征多肽 - MHC 相互作用,经多实验验证性能卓越,能有效预测 T 细胞响应性多肽。MultiIMG 模型创新整合抗原胞内处理递呈及多免疫原性特征,经多阶段学习与特征优化,在不同测试集表现突出,增强了免疫原性新生抗原预测能力。.TSNAD v2.0 软件集成多元技术,可精准识别非经典肿瘤新生抗原,涵盖多种突变来源预测,临床验证可靠,在线工具便捷实用。TSNAdb v2.0 数据库深度分析大量肿瘤样本,全面收集筛选新生抗原,挖掘出高频驱动突变产生的共享新生抗原,为免疫治疗靶点筛选筑牢根基。TRAIT 数据库全方位呈现 TCR - 抗原相互作用,海量序列信息与多元关键数据一应俱全,有力支撑 TCR 类药物研发。.基于 TCR 设计的 NY - TCR/aCD3 等衔接器,经体内外实验证实可高效激活 T 细胞杀伤肿瘤细胞,明确了 TCR 亲和力等关键要素的重要作用。融合超抗原的衔接器兼具超抗原激活能力与肿瘤抗原特异性,显著强化抗肿瘤活性,体内实验抑制肿瘤效果显著且具抗原依赖性。肿瘤双靶向 T 细胞衔接器采用双抗原逻辑门控策略,极大提升肿瘤选择性与活性,在多肿瘤模型中体内外抗肿瘤效果优异。.APC - mimic 蛋白能有效激活扩增抗原特异性 T 细胞,单细胞转录组和 TCR 测序揭示其对 T 细胞亚群分化及克隆增殖的影响,并锁定有潜力的 TCR 克隆型。鼠源 mAPC - mimic 在动物模型中成功验证体内激活和抗肿瘤能力,为肿瘤免疫治疗开拓新思路。.团队研发的个体化肿瘤疫苗已获中美药监批准开展临床试验,非注册临床研究疗效良好,疾病控制率和生存率可观,有效激发特异性 T 细胞免疫应答,为肿瘤治疗开辟新路径,项目整体成果为肿瘤免疫治疗注入强大动力。
抗体偶联药物细胞代谢动力学对药效学的作用机理研究
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批准号:81430081
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项目类别:重点项目
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资助金额:320.0万元
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批准年份:2014
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负责人:陈枢青
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依托单位:
细胞色素P4502C19特异性表达的表观遗传学调控机理
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批准号:81273578
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项目类别:面上项目
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资助金额:45.0万元
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批准年份:2012
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负责人:陈枢青
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依托单位:
人细胞色素P450 2A13(CYP2A13)代谢活化黄曲霉毒素的作用研究
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批准号:30771825
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2007
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负责人:陈枢青
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依托单位:
利用核受体PXR研究中药对CYP3A4的诱导作用机理
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批准号:30472171
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项目类别:面上项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2004
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负责人:陈枢青
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依托单位:
国内基金
海外基金