Hướng dẫn sử dụng và diễn giải các phần mềm cytokine

Tài liệu được viết cho workflow thiết kế vaccine đa epitope (multi-epitope vaccine, MEV) trong bối cảnh ung thư tuyến giáp thể nhú (papillary thyroid carcinoma, PTC). Các tiêu chí là sàng lọc in silico, không thay thế xác thực in vitro/in vivo.

1. Mục tiêu sử dụng

Các phần mềm cytokine được dùng sau khi đã có danh sách epitope MHC II/HTL ứng viên. Mục tiêu là mô tả xu hướng miễn dịch của peptide: Th1, Th2, tăng sinh T cell hoặc phản ứng viêm.

Trong pipeline hiện tại, nhóm công cụ chính gồm IFNepitope2, IL2Pred, IL4Pred2, IL5Pred và IL6Pred. Không đưa IL10/IL13 vào workflow chính nếu protocol đã quyết định không chạy hai mục này.

2. Chuẩn bị input chung

  • Input nên là peptide MHC II đã lọc, thường 15-mer hoặc peptide HTL cuối cùng.
  • Dùng ID duy nhất: gene|peptide_id|sequence hoặc peptide_id ngắn nhưng có bảng map.
  • Tạo một file FASTA chung và nếu tool yêu cầu plain text thì chuyển đổi từ cùng nguồn để tránh sai lệch.
  • Chạy từng tool riêng, sau đó merge kết quả theo peptide sequence hoặc peptide_id.

3. IFNepitope2

IFNepitope2 dự đoán peptide kích thích IFN-gamma. Trong vaccine ung thư, IFN-gamma positive là tín hiệu quan trọng vì hỗ trợ hướng Th1 và hoạt hóa miễn dịch tế bào.

  • Chọn host human nếu nghiên cứu vaccine cho người.
  • Ưu tiên model hybrid nếu tool cung cấp vì kết hợp alignment-based và alignment-free.
  • Kết quả IFN-gamma inducing được xem là điểm cộng mạnh cho HTL epitope.

4. IL2Pred

IL-2 liên quan tăng sinh và duy trì T cell. IL2Pred positive là tín hiệu hỗ trợ cho peptide HTL có khả năng thúc đẩy đáp ứng tế bào T.

  • Chạy trên cùng danh sách peptide HTL đã qua NetMHCIIpan.
  • Giữ output label và score.
  • Trong xếp hạng, IFN-gamma positive + IL-2 positive là tổ hợp thuận lợi cho nhánh T-cell.

5. IL4Pred2

IL-4 là cytokine Th2, liên quan hỗ trợ B cell và đáp ứng dịch thể. IL4Pred2 positive không phải tiêu chí bắt buộc cho vaccine ung thư CTL-centered, nhưng hữu ích nếu construct cần cân bằng thêm đáp ứng humoral.

  • Chọn host human nếu có tùy chọn.
  • Ghi rõ phiên bản IL4Pred2 vì đây là bản cập nhật theo host.
  • Diễn giải IL-4 positive là hỗ trợ Th2/humoral, không thay thế IFN-gamma/IL-2.

6. IL5Pred

IL-5 liên quan đáp ứng type 2 và eosinophil. Trong vaccine ung thư, IL5Pred không nên là tiêu chí ưu tiên chính; nên dùng như thông tin bổ sung về xu hướng Th2/eosinophilic.

  • Nếu peptide IL-5 positive nhưng IFN-gamma/IL-2 âm tính, không nên ưu tiên cho vaccine CTL-centered.
  • Nếu peptide đã rất tốt về MHC II, IFN-gamma và safety, IL-5 positive cần được ghi nhận nhưng không tự động loại trừ nếu protocol không quy định.

7. IL6Pred

IL-6 là cytokine tiền viêm. IL6Pred giúp nhận diện peptide có khả năng gây IL-6 inducing. Trong bối cảnh vaccine, đặc biệt khi quan tâm an toàn viêm, IL-6 positive nên được xem là tín hiệu cần thận trọng.

  • Chạy IL6Pred cho HTL peptide sau MHC II.
  • Nếu peptide IL-6 positive mạnh, cân nhắc hạ ưu tiên nếu còn peptide thay thế tương đương.
  • Không diễn giải IL-6 positive là lợi ích mặc định trong vaccine ung thư.

8. Gộp và phân tích kết quả

Kiểu kết quả Diễn giải ưu tiên
IFN-gamma positive + IL-2 positive Ưu tiên cao cho HTL epitope hướng Th1/T-cell
IFN-gamma positive + IL-4 positive Có thể hỗ trợ cả Th1 và humoral
IL-6 positive mạnh Cảnh báo tiền viêm; giảm ưu tiên nếu không có lý do giữ
IL-5 positive đơn độc Không đủ để ưu tiên trong vaccine ung thư
Tất cả cytokine âm tính Không loại tự động nếu MHC II rất mạnh, nhưng xếp hạng thấp hơn

9. Quy trình local khuyến nghị

Do các repository có thể khác tên script và tham số, quy tắc chuẩn là luôn chạy lệnh trợ giúp trước, ghi lại phiên bản, môi trường Python và tham số dùng trong log.

# Mẫu kiểm tra từng tool trước khi chạy thật
cd tools/cytokine/ifnepitope2-main && python *.py -h
cd tools/cytokine/il2pred-main && python *.py -h
cd tools/cytokine/il4pred2-main && python *.py -h
cd tools/cytokine/il6pred-master && python *.py -h
cd tools/cytokine/il5pred-main && python *.py -h

# Sau khi biết đúng tham số, chạy mỗi tool trên cùng input peptide đã chuẩn hóa
# và lưu output về results/downstream_output/<GENE>/cytokine/<tool>/

10. Mẫu bảng báo cáo

Cột Nội dung
gene BRAF/HRAS/RET/NTRK3/TP53
peptide Chuỗi peptide HTL
mhcII_best_rank %Rank_EL tốt nhất
mhcII_hla_hits Số HLA DR/DQ/DP đạt SB/WB
ifng_label IFN-gamma inducing/non-inducing
il2_label IL-2 inducing/non-inducing
il4_label IL-4 inducing/non-inducing
il5_label IL-5 inducing/non-inducing
il6_label IL-6 inducing/non-inducing
decision keep/review/drop

11. Tài liệu tham khảo

  • Dhall A et al. A hybrid method for discovering interferon-gamma inducing peptides in human and mouse. Sci Rep. 2024;14:26859.
  • Mehta NK et al. In silico tool for predicting, designing and scanning IL-2 inducing peptides. Sci Rep. 2025;15:25692.
  • Dhall A et al. Computer-aided prediction and design of IL-6 inducing peptides. Brief Bioinform. 2021;22(2):936-945.
  • Devi NL et al. A web server for predicting and scanning of IL-5 inducing peptides using alignment-free and alignment-based method. Comput Biol Med. 2023;106864.
  • IL4Pred2 official server / bioRxiv preprint. Accessed 2026.
  • Nilsson JB et al. Accurate prediction of HLA class II antigen presentation across all loci using tailored data acquisition and refined machine learning. Sci Adv. 2023;9:eadj6367.
  • Reynisson B et al. NetMHCpan-4.1 and NetMHCIIpan-4.0. Nucleic Acids Res. 2020;48(W1):W449-W454.
  • DTU Health Tech. NetMHCIIpan 4.3 server and instructions. Accessed 2026.