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免疫情報学ツールを用いたより良いエピトープ発見、精密な免疫工学、ワクチン設計の高速化
Better Epitope Discovery, Precision Immune Engineering, and Accelerated Vaccine Design Using Immunoinformatics Tools.
PMID: 32318055 PMCID: PMC7154102. DOI: 10.3389/fimmu.2020.00442.
抄録
計算ワクチン学には、計算ツールを用いたエピトープマッピング、抗原選択、免疫原設計が含まれます。バイオスレット、新興感染症、がんに対する免疫応答の予測を容易にするツールは、新規および次世代ワクチンの設計とクリニックへの提供を加速することができます。過去20年以上にわたり、米国ロードアイランド州プロビデンスに拠点を置くワクチン学者、バイオインフォマティクスの専門家、および高度なプログラマーは、インターネットを介して安全かつユーザーがアクセス可能なiVAXと呼ばれるワクチン設計のための統合ツールキットの開発を進めてきました。この統合された免疫情報ツールは、抗原候補のスコアリングとトリアージ、免疫原性を有する保存されたT細胞エピトープの選択、調節性T細胞エピトープの再設計や除去、抗原の再設計などのアルゴリズムで構成されており、ヒトや家畜の免疫原性と疾病予防を誘導します。iVAXの商業的および学術的用途には、T細胞ベースのヒトマルチエピトープQ熱ワクチンの開発における免疫原性T細胞エピトープの同定、新規インフルエンザワクチンの設計、マラリアワクチンのクロスコンサベーションT細胞エピトープの同定、臨床ワクチン研究における免疫応答の分析などがあります。これまでの動物ワクチンのアプリケーションには、豚インフルエンザA、PCV2、アフリカ豚熱などの豚のウイルス感染症が含まれています。"生物防衛のための「迅速な」アプリケーションには、ラッサ熱やQ熱の実証プロジェクトが含まれています。最近の感染症の発生により、ワクチン主導の準備の重要性が強調されていますが、iVAXツールキットの統合されたツールセットは、ワクチン開発者がゲノム由来のエピトープ主導のワクチンを提供するのに役立つ準備ができています。
Computational vaccinology includes epitope mapping, antigen selection, and immunogen design using computational tools. Tools that facilitate the prediction of immune response to biothreats, emerging infectious diseases, and cancers can accelerate the design of novel and next generation vaccines and their delivery to the clinic. Over the past 20 years, vaccinologists, bioinformatics experts, and advanced programmers based in Providence, Rhode Island, USA have advanced the development of an integrated toolkit for vaccine design called iVAX, that is secure and user-accessible by internet. This integrated set of immunoinformatic tools comprises algorithms for scoring and triaging candidate antigens, selecting immunogenic and conserved T cell epitopes, re-engineering or eliminating regulatory T cell epitopes, and re-designing antigens to induce immunogenicity and protection against disease for humans and livestock. Commercial and academic applications of iVAX have included identifying immunogenic T cell epitopes in the development of a T-cell based human multi-epitope Q fever vaccine, designing novel influenza vaccines, identifying cross-conserved T cell epitopes for a malaria vaccine, and analyzing immune responses in clinical vaccine studies. Animal vaccine applications to date have included viral infections of pigs such as swine influenza A, PCV2, and African Swine Fever. "Rapid-Fire" applications for biodefense have included a demonstration project for Lassa Fever and Q fever. As recent infectious disease outbreaks underscore the significance of vaccine-driven preparedness, the integrated set of tools available on the iVAX toolkit stand ready to help vaccine developers deliver genome-derived, epitope-driven vaccines.
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