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疫苗本体

2025-9-7 20:36

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疫苗本体

疫苗的发明和使用在过去两个世纪里极大地改善了人类和其他动物的健康。基于对天花、脊髓灰质炎、麻疹、腮腺炎、风疹、白喉、破伤风、百日咳、流感以及近年来水痘-带状疱疹病毒（水痘和带状疱疹）和乙型肝炎等疾病的广泛接种，公共卫生领域取得了重大成就。疫苗对曾经普遍存在的儿童疾病流行的影响是任何其他医学干预措施在人类历史上都无法比拟的。

最近，疫苗在抗击 COVID-19 大流行中发挥了关键作用，在 COVID-19 疫苗接种的第一年，全球死亡人数减少了 60%以上。这些疫苗的广泛接种显著减轻了大流行的影响，并为应对未来全球健康威胁的快速疫苗开发树立了先例。

许多疫苗已被批准并许可供人类或其他动物使用，并被记录在多种资源中。美国疾病控制与预防中心（CDC）开发并维护了《疫苗给药代码》（CVX）系统，该系统中每种疫苗都被赋予一个特定的代码。美国食品药品监督管理局（FDA）已批准超过 100 种供人类使用的疫苗，每种疫苗都与一个唯一的提交跟踪号码相关联。美国国立医学图书馆开发了 RxNorm 词汇表，该词汇表标准化了在美国批准供人类使用的处方药的命名。RxNorm 包括数千种在美国使用的疫苗。对于未在美国批准的疫苗，观察健康数据科学和信息学（OHDSI）倡议开发了 RxNorm 扩展（RxE），该扩展包括在美国以外使用且未被 RxNorm 覆盖的药物和疫苗术语。OHDSI 使用观察医疗结果伙伴关系（OMOP）通用数据模型（CDM）及其标准化表词汇来协调健康数据。美国农业部（USDA）已批准约 1000 种兽医疫苗在国内使用，并为每种疫苗分配了唯一代码。然而，尽管这些组织和其它机构为特定领域或情境下的参考和数据交换分配了代码或标识符，但这些标准本质上并不互操作，阻碍了高级无缝数据集成和分析。这就是疫苗本体（VO）设计旨在解决的问题。在已获批的疫苗之外，还有数千种疫苗，尤其是癌症疫苗，正处于临床试验或预试验的实验室研究阶段。这些试验的数据可以在像 clinicaltrials.gov 和 NCI 词库这样的资源上找到。此外，关于疫苗和疫苗接种的广泛研究已经开展。目前，PubMed 上已有超过 55 万篇与疫苗相关的文章，反映了这一关键领域持续研究的深度和广度。由于在各种资源中存在大量疫苗数据，开发一种高效的数据检索、标准化和整合策略是一项挑战。

生物医学本体是一组术语和关系，用于表示生物医学世界中的实体以及它们之间的关系。本体术语形成一个树状结构，表示不同概括层次上的实体类别。每个术语都与文档相关联，包括字母数字 VO 标识符、标签和定义，这些文档既以人类可读的形式表达，也以逻辑语言表达，以支持自动化推理。在过去的二十年中，已经开发了数百个生物医学本体，如基因本体（GO）和生物医学研究本体（OBI），为不同生物学和生物医学领域提供控制和标准化的术语。然后使用这些术语以一致的方式对数百种不同类型的数据进行注释，由此产生的基于注释的数据库是查询和分析高通量数据的高价值资源。生物医学本体已在多个应用中广泛使用，包括数据协调、集成以及计算数据分析和推理，并且它们还推动了基于大规模生物医学数据的人工智能（AI）和机器学习（ML）研究。例如，深度神经网络模型通过利用 GO 注释和 GO 的层次结构来预测蛋白质功能。人类疾病本体（DOID）已被应用于提高基于深度学习的命名实体识别系统的准确性。

为促进疫苗数据的标准化、集成、分析和计算机辅助推理，遵循开放生物医学本体（OBO）基金会的原则，Zheng等人以协作、社区为基础的方式开发了疫苗本体（VO，图1和图2，https://github.com/vaccineontology/VO，https://zenodo.org/records/16283855）。本体的开发始于 2007 年，由一组领域和本体专家领导。疫苗本体（VO）首次于 2009 年在美国纽约州布法罗举行的第1届生物医学本体国际会议上提出。在过去的 18 年里，已有超过 400 篇论文引用了疫苗本体（VO）。然而，《VO: The Vaccine Ontology》是第一篇旨在系统介绍疫苗本体的期刊文章，目的是让用户全面了解 VO 的整体设计、高级术语和层次结构，并提供 VO 如何用于支持数据标准化以及解决疫苗领域研究问题的示例。

图1 VO 的高级结构

图2 VO 中定义的代表性疫苗类型及其相关层次结构

参考文献

[1] Jie Zheng, Asiyah Yu Lin, Anthony Huffman, Anna Maria Masci, Rebecca Racz, Guanming Wu, Kallan Roan, Edison Ong, Sirarat Sarntivijai, Joy Hu, Eliyas Asfaw, Hayleigh Kahn, Xingxian Li, Xumeng Zhang, Nilufer Kosar, Jianfu Li, Warren Manuel, Rashmie Abeysinghe, Hasin Rehana, Benu Bansal, Yuanyi Pan, Jinjing Guo, Virginia He, Justin Song, Andrey I. Seleznev, Katelyn Hur, Anna He, Alexander Davydov, Qi Yang, Randi Vita, Bjoern Peters, Alan Ruttenberg, Alexander D. Diehl, Charles Tapley Hoyt, Paola Roncaglia, Rachael P. Huntley, Richard H. Scheuermann, Melanie Courtot, Thomas Todd, Samantha Sayers, Fang Chen, Xinna Li, Feng-Yu Yeh, Zuoshuang Xiang, Arzucan Ozgur, Patricia L. Whetzel, Mark A. Musen, Christopher J. Mungall, Wolfgang W. Leitner, Licong Cui, Lesley A. Colby, Harry L.T. Mobley, Brian D. Athey, Gilbert S. Omenn, Lindsay G. Cowell, Cui Tao, Junguk Hur, Barry Smith, Yongqun He. VO: The Vaccine Ontology. bioRxiv 2025.08.12.669998; doi: https://doi.org/10.1101/2025.08.12.669998

以往推荐如下：

1. 分子生物标志物数据库MarkerDB

2. 细胞标志物数据库CellMarker 2.0

3. 细胞发育轨迹数据库CellTracer

4. 人类细胞互作数据库：CITEdb

5. EMT标记物数据库：EMTome

6. EMT基因数据库：dbEMT

7. EMT基因调控数据库：EMTRegulome

8. RNA与疾病关系数据库：RNADisease v4.0

9. RNA修饰关联的读出、擦除、写入蛋白靶标数据库：RM2Target

10. 非编码RNA与免疫关系数据库：RNA2Immune

11. 值得关注的宝藏数据库：CNCB-NGDC