[发明专利]一种病毒突变体的生成方法、系统、计算机设备及介质

说明书

本发明提供的一种病毒突变体的生成方法、系统、计算机设备以及介质，其方法获取若干初始突变体，根据所述初始突变体构建得到模型预测种群；对所述模型预测种群中的第二突变体进行特性预测，根据特性预测结果确定所述第二突变体的特性分数；根据所述特性分数对所述模型预测种群中的第二突变体进行非支配排序，计算所述模型预测种群的拥挤度；根据非支配排序结果和所述拥挤度确定第三突变体，根据所述第三突变体构建得到目标种群，对所述目标种群进行筛选得到目标突变体；方案实现高通量、高有效率并且快速地筛选出具备特定应用所需特性的多种多样的病毒突变体，可广泛应用于生物信息技术领域。

技术领域

本发明属于生物信息技术领域，尤其是一种病毒突变体的生成方法、系统、计算机设备以及存储介质。

背景技术

传统的腺病毒相关病毒(adeno-associated virus，AAV)改进设计方法主要有定向进化和理性设计等方法。其中，定向进化方法无需较多的先验知识，通过高通量的随机突变结合人工施加的进化压力，筛选出满足要求的突变体，但缺点是有效率不高，大量的随机突变中只能选出少数几个或者无法筛选出满足要求的突变体。理性设计是基于先验的专家知识来改进设计AAV衣壳蛋白，虽然有效率远远高于定向进化，但是无法实现高通量。且这两者均有周期长和研发成本高的缺点，制约了基因治疗中目的基因递送载体AAV衣壳蛋白的改进设计和临床应用。

发明内容

有鉴于此，为至少部分解决上述技术问题之一，本发明实施例目的在于提供一种兼具高通量和高效率，能够快速地筛选出具备特定应用场景所需特性的AAV衣壳突变体的病毒突变体的生成方法，以及能够对应实现该方法的系统、计算机设备以及存储介质。

第一方面，本申请的技术方案提供了一种病毒突变体的生成方法，其步骤包括：

获取若干初始突变体，根据所述初始突变体构建得到模型预测种群；

对所述模型预测种群中的第二突变体进行特性预测，根据特性预测结果确定所述第二突变体的特性分数；

根据所述特性分数对所述模型预测种群中的第二突变体进行非支配排序，计算所述模型预测种群的拥挤度；

根据非支配排序结果和所述拥挤度确定第三突变体，根据所述第三突变体构建得到目标种群，对所述目标种群进行筛选得到目标突变体。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述获取若干初始突变体，根据所述初始突变体构建得到模型预测种群这一步骤，包括：

在序列空间中搜索得到若干所述初始突变体；

通过训练得到的预测模型得到所述初始突变体的生存能力分数，根据所述生存能力分数筛选所述初始突变体得到初始母代种群；

选择所述初始母代种群中的部分突变体进行繁衍构建得到子代种群，将所述子代种群和所述初始母代种群进行合并得到模型预测种群。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述对所述模型预测种群中的第二突变体进行特性预测这一步骤，包括：

制备突变文库，所述突变文库包括生存能力数据集和靶向性数据集；

根据所述生存能力数据集训练得到生存能力预测模型，根据所述靶向性数据集训练得到靶向性预测模型；

根据所述生存能力预测模型预测得到所述第二突变体的生存能力分数；根据所述靶向性预测模型预测得到所述第二突变体的靶向性分数。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述根据非支配排序结果和所述拥挤度确定第三突变体，根据所述第三突变体构建得到目标种群，对所述目标种群进行筛选得到目标突变体这一步骤，包括：

重复获取若干所述非支配排序结果以及所述拥挤度，根据所述非支配排序结果以及所述拥挤度构建得到若干个所述目标种群；