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用于多种疾病诊断的TCR组库框架制造技术

技术编号:40657225 阅读:15 留言:0更新日期:2024-03-13 21:34
本文描述了一种基于几何等距性的特定于抗原的TCR比对的新颖方法(GIANA)。GIANA是一种能够高效处置数千万个序列的特定于抗原的TCR聚类方法。GIANA实现比所有现有方法更高的灵敏度和精度,并且能够以高准确性检索特定于已知抗原的TCR。超大规模TCR聚类和新颖样本的快速查询也实现了一种新颖的基于参考的组库分类框架。GIANA还能够分析已求解TCR区域的单细胞RNA‑seq数据,并且有可能对照公共领域中TCR组库样本的大型数据库从未知数据中查询TCR,并提供关于共享抗原特异性的新见解。GIANA也适用于对大B细胞受体测序数据进行聚类或查询。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开一般而言涉及基于免疫组库的疾病诊断技术,并且更具体地涉及一种用于对相似的t细胞受体(tcr)序列进行高效分组并诊断患有疾病的患者以及利用外周血tcr组库确定他/她的疾病状态的新颖系统和方法。


技术介绍

1、适应性免疫组库是多种人类疾病的重要调节因子,近年来已生成超过10000个tcr组库测序(tcr-seq)样本。但是,由于缺乏已知的抗原特异性,tcr数据的解释受到阻碍。最近的研究表明,tcr高变互补确定区域3(cdr3)的相似性暗示抗原识别的结构相似性。因此,相似cdr3的聚类已成为识别特定于抗原的受体的重要方式。


技术实现思路

1、本文描述了用于提高t细胞受体(tcr)比较的计算效率的方法、系统和装置。在示例中,可以从参考tcr序列(tcr-seq)数据集识别互补确定区域3(cdr3)序列。参考tcr-seq数据集可以由仅特定于一个表位(epitope)的tcr组成。来自参考tcr-seq数据集的每个cdr3序列可以被编码成数值向量,该数值向量与每个cdr3序列中的氨基酸序列对应。数值向量可以被转换成高维欧几里德空间中的坐标。可以使用神经网络来生成预测性模型。神经网络可以学习基于坐标的相对距离生成数值向量的树数据结构,并且可以基于相对距离将坐标分组成预集群。可以使用一种或多种准则来过滤预集群中的cdr3序列以减少噪声。可以从经过滤的预集群中识别特定于抗原的cdr3集群。

2、在另一个示例中,可以对照现有参考数据查询未知的tcr-seq样本,以诊断患有疾病的患者并利用外周血tcr组库确定他/她的疾病状态。上述识别、编码、转换、生成和过滤步骤也可以在查询tcr-seq数据集上执行。查询tcr-seq数据集可能没有已知的特定于抗原的tcr信息。可以将来自查询tcr-seq数据集的经过滤的预集群与特定于抗原的cdr3集群进行比较。可以确定来自查询tcr-seq数据集的经过滤的预集群匹配特定于抗原的cdr3集群。

3、在另一个示例中,可以查询大型tcr数据库并将其分组为具有共同抗原特异性的tcr集群。可以使用一个或多个tcr相异性度量来执行最近邻搜索以找到具有共同抗原特异性的tcr对。一个或多个tcr相异性度量可以包括smith-waterman距离和高维欧几里德空间中的嵌入中的一个或多个;或任何其它距离或相异性度量。

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【技术保护点】

1.一种提高T细胞受体(TCR)比较的计算效率的方法,该方法包括:

2.如权利要求1所述的方法,还包括:

3.如权利要求1所述的方法,还包括:

4.如权利要求1所述的方法,其中过滤包括:

5.如权利要求4所述的方法,其中过滤还包括:

6.如权利要求1所述的方法,其中编码包括:

7.一种计算设备,包括:

8.如权利要求7所述的计算设备,其中计算机可读指令在由处理器执行时还使处理器:

9.如权利要求7所述的计算设备,其中计算机可读指令在由处理器执行时还使处理器:

10.如权利要求7所述的计算设备,其中过滤包括:

11.如权利要求10所述的计算设备,其中过滤还包括:

12.如权利要求7所述的计算设备,其中编码包括:

13.一种用计算机可执行指令有形地编码的非暂态计算机可读存储介质,计算机可执行指令在由与计算设备相关联的处理器执行时使处理器:

14.如权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质,其中计算机可执行指令在由处理器执行时使处理器:

15.如权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质,其中计算机可执行指令在由处理器执行时使处理器:

16.如权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质,其中过滤包括:

17.如权利要求16所述的非暂态计算机可读存储介质,其中过滤还包括:

18.如权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质,其中编码包括:

19.一种使用共同抗原特异性来组织和查询T细胞受体(TCR)数据库的方法,该方法包括:

20.如权利要求19所述的方法,其中所述一个或多个TCR相异性度量包括以下各项中的一个或多个:Smith-Waterman距离和高维欧几里德空间中的嵌入;或任何其它距离或相异性度量。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种提高t细胞受体(tcr)比较的计算效率的方法,该方法包括:

2.如权利要求1所述的方法,还包括:

3.如权利要求1所述的方法,还包括:

4.如权利要求1所述的方法,其中过滤包括:

5.如权利要求4所述的方法,其中过滤还包括:

6.如权利要求1所述的方法,其中编码包括:

7.一种计算设备,包括:

8.如权利要求7所述的计算设备,其中计算机可读指令在由处理器执行时还使处理器:

9.如权利要求7所述的计算设备,其中计算机可读指令在由处理器执行时还使处理器:

10.如权利要求7所述的计算设备,其中过滤包括:

11.如权利要求10所述的计算设备,其中过滤还包括:

12.如权利要求7所述的计算设备,其中编码包括:

13.一种用计算机可执行指令有形地编码的非暂态计算机可读存储介质...

【专利技术属性】
技术研发人员:李博
申请(专利权)人:得克萨斯大学体系董事会
类型:发明
国别省市:

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