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流感病毒每年都会感染大量的人群,给人类社会造成巨大危害。目前最有效的流感防控策略是使用疫苗。但流感病毒进化速度快,导致其抗原多变,严重影响疫苗对人群的保护效果。随着基因测序技术的成熟,流感病毒的大规模测序甚至全基因组测序已经成为流感病毒研究以及实际监控的重要手段。从序列出发深入探索流感病毒的进化规律是一个巨大挑战。在之前的工作中,我们已经建立了针对人流感A(H3N2)病毒的抗原预测模型,命名为PREDAC-H3。该模型是从流感病毒血凝素蛋白的序列出发,通过建立贝叶斯模型来预测病毒之间的抗原关系,进而预测病毒的抗原类(即抗原相似的病毒群体)。研究结果表明,PREDAC-H3能够比较准确地预测病毒之间的抗原关系。PREDAC-H3对于中国地区的抗原类预测与实际的抗原流行情况很吻合,而且基于该方法结合中国大陆地区的大规模测序工作能够大大提高中国地区流感疫苗推荐的效果。本文首先根据人流感H3N2病毒的抗原预测模型PREDAC-H3建立了针对高致病性禽流感H5N1病毒的抗原预测模型PREDAC-H5,接下来进一步构建了高致病性禽流感H5N1病毒的抗原分析服务平台(http://biocloud.hnu.edu.cn/H5N1/html/index.php)。该平台使用用户提交的病毒HA1蛋白序列和选择的参考病毒株作为输入,给出病毒的抗原性相关网络和相对于参考株的抗原变异性;预测出与病毒抗原性最接近的疫苗株;展示出输入病毒之间的抗原关系和遗传关系;给出病毒之间在遗传水平上的系统进化树。基于该平台的分析表明,目前仍然有一定比例的高致病性禽流感H5N1病毒不能够被现有的疫苗株保护,需要对它们进行进一步的研究。针对PREDAC-H3抗原预测模型,本文构建了人流感H3N2病毒的抗原分析服务平台(http://biocloud.hnu.edu.cn/influ411/html/index.php)。该平台使用用户输入的病毒HA1蛋白序列,给出了病毒的抗原性相关信息,具体包括:抗原性相关网络,相对参考株的抗原变异性,病毒的抗原性和遗传关系。另外平台也基于病毒HA1蛋白序列对病毒抗原类进行了预测,给出了抗原类的构成,描述信息和病毒间的抗原和遗传关系。最后平台还展示出了全球人流感A(H3N2)病毒抗原类的动态时空变化,用户可以从时间和地域上直观看到该病毒的抗原分布和演变趋势。基于该平台,本文分析了全球六大洲在最近10年的抗原类流行动态。两个平台都使用了MVC的设计模型,采用的是Think PHP开发框架。平台使用了PHP作为服务器端语言,使用My SQL数据库,前台展示用到HTML5,Java Script等Web技术。针对平台分析结果的数据特点,我们使用了Cytoscape Web,ECharts,Any Chart等生物学可视化工具和Java Script库。人流感H3N2病毒和高致病性禽流感H5N1病毒抗原分析服务平台的构建能够大大促进我们对于这两种病毒抗原进化的了解,同时也有利于及时地发现抗原变异病毒,从而促进对于它们的防控。