课题基金 / 基金详情

结合多组学数据与深度学习的肿瘤新抗原筛选

批准号:
62072058
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
刘辉
依托单位:
学科分类:
生物信息计算与数字健康
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘辉

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
肿瘤免疫治疗无疑是近年来癌症治疗领域取得的最令人兴奋的进展,肿瘤新抗原是免疫细胞特异性识别并杀伤肿瘤细胞的主要生物标志物,但新抗原筛选及其免疫原性预测尚缺乏合适的生物信息学方法,为肿瘤免疫治疗的诊断与预后带来巨大挑战。本课题从临床免疫治疗中缺乏可靠的新抗原筛选与伴随诊断指标的实际需求出发,对新抗原筛选涉及的关键内容,包括MHC分子-抗原肽亲和力、抗原递呈效率、T淋巴细胞识别抗原表位以及新抗原负荷等展开深入研究,整合多组学高通量测序数据,结合深度学习、注意力机制与序列嵌入等并提出全新的模型与算法,结合序列嵌入与注意力机制预测MHC分子与抗原肽亲和力与热点残基,运用迁移学习预测肿瘤特异的MHC分子与抗原肽亲和力,基于新抗原负荷的PD-(L)1抑制剂临床治疗生存分析等,建立一系列肿瘤特异新抗原及其免疫原性预测算法与工具,为肿瘤个性化免疫治疗提供更多的机会。
英文摘要
Tumor immunotherapy is the most exciting achievement in the tumor treatments in recent years. Neoantigen is the tumor-specific peptides for T cells to recognize and kill the tumor cells, and is the crucial to the success of various immunotherapies. However, there is no mature and reliable bioinformatics pipeline for the prediction of neoantigen and their immunogenicity, which leads to difficulty for clinical diagnose and evaluation of immune response and prognosis. We refined the crucial problems involved in neoantigen screening, including binding affinity of MHC-peptide, efficiency of antigen presentation, T cell-recognition of epitope and companion diagnostic biomarker of immune checkpoint inhibitors. We will integrate multi-omics high-throughput data, and extend deep learning, attention mechanism and sequence embedding technique and also propose novel methods to develop high-performance computational algorithms for the prediction of tumor-specific and immunogenic neoantigens. In particular, we will combine sequence embedding and attention mechanism to predict the hot spots of MHC I and peptides interactions, and exploit transfer learning to predict the binding affinity of tumor-specific MHC I and antigenic peptides, and also develop neoantigen load to conduct survival analysis for clinical effect of PD-(L)1 inhibitor. We aim to establish the complete bioinformatics pipeline for the screening of tumor-specific neoantigens and evaluation of immunogenicity, so that the patients can benefit more from the immunotherapy.
肿瘤新抗原是免疫细胞特异性识别并杀伤肿瘤细胞的主要生物标志物,但肿瘤新抗原筛选及其免疫原性预测尚缺乏合适的生物信息学方法。课题组根据预定的研究目标,对抗原肽-HLA亲和力、TCR特异性识别抗原肽,以及肿瘤微环境与免疫治疗的临床结果等进行了深入探索,建立了肿瘤特异新抗原及其免疫原性预测算法与工具,为肿瘤个性化免疫治疗提供更多的机会。项目的主要研究成果包括:1)开发了多种抗原肽-HLA/TCR结合特异性预测算法,更加全面的评估肿瘤新抗原的免疫原性;2)整合单细胞与空间转录组数据建立肿瘤微环境与免疫治疗的联系,构建基于肿瘤微环境的临床预后模型;3)开发全景病理图像智能分析算法,从病理图像分析肿瘤细胞成分与免疫微环境,预测病人临床治疗的药物响应;4)开发多种单细胞水平的药物转录响应与敏感性预测算法,有效鉴别实体肿瘤中的耐药细胞亚群。..在本项目的资助下,课题组获得成果包括:1)共发表学术论文21篇,包括Nature Machine Intelligence、J-BHI与JCIM等高水平期刊,以及AAAI、ISMB与BIBM等国际会议论文;学术论文已经被引335次;项目负责人刘辉教授入选美国斯坦福大学发布的2021年全球前2%顶尖科学家“年度科学影响力"榜单的生物信息领域中国学者名单;2)课题主持人刘辉参与的《胃肠道腺癌肿瘤浸润淋巴细胞模型的建立与应用》获得江苏省抗癌协会科学技术奖二等奖;3)申请发明专利15件,授权发明专利2件(ZL 2022 1 0172888.1,ZL 2022 1 0643105.3),表明研究成果在实际应用上的也达到并超越预期目标;4)培养25位硕士研究生,8人已经顺利毕业;参加国内外学术交流会议21人次,开展学术报告11人次,邀请国内外学者来校交流5人次。综合来看,研究成果与转化应用达到项目预期目标。
联合scRNA-seq与药敏多组学的深度迁移学习预测单细胞药物敏感性
  • 批准号:
    62372229
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    刘辉
  • 依托单位:
国内基金
海外基金