私有与公共免疫组库序列的数学刻画
定量方法
2026-05-12 v2 统计力学
种群与进化
摘要
多样的T和B细胞组库在针对广泛病原体和恶性细胞产生有效免疫应答中起重要作用。独特T和B细胞克隆的数量分别由T和B细胞受体(TCR和BCR)表征。尽管受体序列由重组过程概率性生成，临床研究发现在不同个体间TCR和BCR有高度共享。本工作中，我们使用T/B细胞受体克隆丰度的一般概率模型来定义“公共性”或“私有性”，以及用于比较不同个体间观测到的采样序列频率的信息论度量。我们推导数学公式来量化克隆丰富度与重叠的均值和方差。我们的结果可用于评估不同采样协议对个体内克隆丰度及个体间克隆共性的影响。利用合成与经验TCR氨基酸序列数据，我们进行模拟以研究多个个体间预期的克隆共性。基于我们的公式，我们将这些模拟结果与分析预测的组库重叠均值和方差进行比较。作为对模拟组库结果的补充，我们推导了特定单参数截断幂律概率分布的丰富度及其不确定性的显式表达式。最后，还评估了将某些受体序列归并(如spectratyping中所做)相关的信息损失。我们的方法原则上可应用于更一般且具机制真实性的克隆生成模型。
引用
@article{arxiv.2205.08750,
title = {Mathematical Characterization of Private and Public Immune Repertoire Sequences},
author = {Lucas Böttcher and Sascha Wald and Tom Chou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.08750},
year = {2026}
}
备注
35 pages, 8 figures, 1 table