图片:艾伦免疫学研究所的研究员
图片来源:Erik Dinnel/Allen Institute
作者:Rachel Tompa博士/ Allen Institute
艾伦免疫学研究所的研究人员一直很忙。由于分工的艾伦研究所成立于2018年末,免疫学家的60-person团队,分子和计算生物学家,工程师和其他员工建立一个做研究的新方法来处理大量的数据,现在正在积极展开实验和分析:长期研究免疫系统在健康的人类生命过程中或在免疫相关疾病期间如何变化、反应或不反应。
现在，该部门已经为所有人建立了一个新的在线门户，以探索他们工作的细节，并最终包括与健康和疾病相关的人类数据。
今天推出的“人类免疫系统探索者”是艾伦免疫学研究所向更广泛的社区提供数据共享的门户。该网站使用去识别和匿名数据建立，让科学家们深入研究免疫学团队正在使用的方法和资源来分析和管理他们在人体免疫学方面的研究。随着该小组对免疫健康和疾病的长期研究的完成，这些数据也将保存在公共门户网站上。研究人员希望，通过向公众提供他们的数据，科学界的其他人将通过梳理这些数据，得出他们自己对人体免疫学的见解，从而最终为免疫相关疾病找到更好、更精确的治疗方法。
随着免疫学团队建立了一个专门的过程，也被称为研究管道，开展了多年的人类免疫健康和疾病研究，包括COVID-19、癌症和自身免疫性疾病的免疫系统研究，他们意识到需要开发新的方法来研究免疫系统，并分析得出的数据。在他们继续跟踪健康志愿者和病人志愿者两年或两年以上的过程中，开放获取平台上的第一个公开发布包含了与这些新开发的方法相关的数据和工具。未来几年，长期研究本身的数据将在公共门户网站上公布。
第一次公开发布包括:
描述该团队研究流程的协议，除了临床数据外，还收集并集成了同一个人随时间变化的人体免疫系统的五种不同的分子数据
一种名为TEA-seq的新方法和相应的数据可视化应用程序，可以同时从单个人体免疫细胞捕获三种类型的数据:细胞表面的蛋白质;在每个细胞中启动或表达的一组基因;以及细胞的“表观遗传”景观，这为其基因如何被调控提供了线索
研究团队发现，处理人类血液样本的延迟会改变免疫细胞的某些分子特性(这一发现促使研究团队和他们的外部合作者将从研究志愿者身上提取的血液样本的快速处理标准化)。
一种新的方法和伴随的数据可视化应用程序称为pALMO(平台分析纵向多组数据)，以分析纵向多组数据-这意味着数据可以捕捉多种信息，比如全基因组基因活动或全细胞蛋白水平，这些信息来自于在多个时间点上从患者身上采集的数千个或更多单个细胞样本。
一套被称为BarWare的计算方法，可以追踪在同一实验中混合在一起的单个细胞的原始来源，并将其分解用于分析。
“从艾伦免疫学研究所成立的第一天起，我们就一直计划公开分享我们的研究数据，但也许更重要的是，我们如何获得这些数据，”汤姆·布莫尔博士说，他是艾伦免疫学研究所的执行副总裁和主任。
“首次获得人类免疫系统探索者是了解我们正在构建的东西的一个窗口。现在，它说明了我们正在使用的一些技术和计算环境来解决这个理解人类免疫学的大难题。”
云端协作
这个面向公众的门户是一个实验和计算管道的最后一步，该管道包括一个定制的协作和数据分析空间，供艾伦免疫研究所的研究人员和他们的外部临床合作者在云端合作开展研究项目。这个环境也是人类免疫系统探索者的一部分，是由艾伦免疫研究所的工程师与谷歌Cloud合作创建的。
谷歌Cloud医疗保健和生命科学行业解决方案董事总经理Joe Miles表示:“从复杂的生物医学研究中寻找见解需要强大的工具。
“艾伦研究所的生物医学平台为科学家提供了一个安全、协作的环境，其领先的AI平台结合了计算能力，可以回答世界上最复杂的健康问题，并加速有利于我们所有人的科学突破。”
这个安全平台确保病人隐私和数据完整性,保罗·梅耶尔说博士,主任软件开发,数据库和管道在艾伦免疫学研究所,并允许研究人员一起工作无缝地在准备数据发表在科学杂志上和公共门户发布。所有患者数据在上传到封闭的安全平台之前都要进行去识别和匿名化处理;某些数据和其他资源随后将向公众发布，网站的开放访问部分。
Meijer和团队中的其他工程师不仅要仔细考虑病人的隐私，还要仔细考虑如何在一项研究中管理这么多不同种类的、跨越多年的科学数据。他们希望他们的结果在未来的许多年里都是有用的和可解释的，这意味着需要从一开始就在计算环境中构建仔细的注释和跟踪。
“人类免疫系统探索者不仅仅是我们对开放科学的贡献，”梅杰说。“它还建立在这样一个信念上，即科学是一种协作活动，需要多学科科学家团队之间的谨慎合作。”