人工免疫系统理论基础研究和分析.pdf

《人工免疫系统理论基础研究和分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、清除过的病原主要由淋巴细随着生物学的进步，人们对生物系统的认识不断深入，越胞构成，这些都是白细胞，淋巴细胞主要有T细胞和B细胞两来越多的计算机科学家和工程师认识到生物系统完全可以作类。这些细胞在识别和清除特异性外来物质的过程中发挥一为解决更多复杂问题的手段，不断涌现新的计算方法，如进化定的作用。免疫学主要集中在对自适应免疫应答的研究，最近算法、群体智能、神经网络和膜计算。人工免疫系统(Artificial开始重视固有免疫系统的重要性。ImmumeSystem，AIS)就是受人类免疫系统启发的智能算法。2．1克隆选择理论(clonalselectiontheor

2、y)在AIS中，有很多不同类型的算法，研究主要集中在免疫网络Burnet在1959年提出的克隆选择理论是用来解释自适理论、克隆选择理论、否定选择和危险理论，这些理论已经被抽应免疫系统对抗原刺激所产生的基本免疫应答【3]。基本思想是象成各种算法，广泛应用在各种不同的领域。随着AIS不断地只有那些能够识别抗原的细胞才进行繁殖扩增，而那些不能在各个领域的应用，研究人员认识到AIS理论研究的重要性。识别抗原的细胞则不被选择，不进行克隆扩增。B细胞和T细人工免疫系统目前没有建立统一的基本框架，多数算法胞都能进行克隆选择。就B细胞来说，当B细胞的抗原受体只是隐喻和模仿人类

3、免疫系统的部分功能或性质，因此有必(抗体)与抗原结合时B细胞被激活并分化成血浆细胞或记忆要对其进行总结以促进新的理论和方法不断提出l1_。由于对AIS细胞。在这个过程之前，已经产生B细胞的克隆体，它们本身理论研究主要集中在克隆选择、否定选择、免疫网络和危险理经历了体细胞变异，这样B细胞呈现了多样性。浆细胞产生大论，因此本文主要讨论这些AIS理论。量特异性抗原的抗体，这些抗体成功免疫应答，清除抗原。记忆细胞一般仍然驻留在免疫系统内，使免疫系统能够在遭遇2．人工免疫系统生物学基础到相同或相似的抗原后能快速产生二次免疫应答，这就是获人工免疫系统的研究主要集中在克隆选

4、择理论(clonalse．得性免疫(acquiredimmunity)。1ectiontheory)、否定选择(negativeselection)和免疫网络(im．2．2否定选择(neg~iveselection1manenetworks)~个免疫学理论。淋巴细胞不但对外部抗原作出反应，而且也能对自身机人类免疫系统是由免疫分子、免疫细胞、免疫组织和免疫体细胞的抗原产生应答。如果产生完全免疫应答(fullimune器官组成的复杂自适应系统，与神经系统和内分泌系统一道，response)，就会损害自身机体组织，即自身免疫(auto—immuni．维持人体自身稳定

5、和平衡目。人类免疫系统主要作用保护人体ty)。否定选择是防止机体遭受自身免疫的重要机制(使免疫系免受病毒、细菌、真菌和其他寄生虫的侵害。入侵的病原体激统具有免疫耐受功能的重要机制)。产生自身免疫的淋巴细胞发两种免疫应答：一种由固有免疫系统产生的固有应答，另外是能够出现的，因为抗体的成分基因块(由B细胞产生)是不一种的是由自适应免疫系统产生的适应免疫应答。固有免疫同的基因片段随机组成的，而且经历进一步的体细胞变异过不是专门针对某一种病原体，而是对侵入人体的许多病原体程。这个过程能够产生识别自身抗原的淋巴细胞[41。产生免疫应答。人天生就有这种固有免疫系统。人在抗

6、击病原T细胞的否定选择发生在胸腺。胸腺形成一道大分子不能体过程中，首先是这种免疫系统发挥作用。但是固有免疫系统通过的屏障，叫血胸腺屏障，血胸腺屏障使胸腺细胞(未成熟T本质上是静态的不随特异病原体变化，因此并不能完全保护细胞)在不与外部抗原接触的环境中成熟和经历选择。在选择人体免受病原体的侵害。过程期间，抗原提呈细胞(antigenpresentingcells，APCs)把自体适应性免疫(Adaptiveimmunity)使免疫系统抗击任何固缩氨基酸或主要组织相容性复合体(majorhistocompatability有免疫系统无法清除的病原体。自适应免疫系统

7、能够识别某complex，MHC)提呈给T细胞。与自体氨基酸或MHC复合体作者简介：邓小武，男，硕士，讲师。研究方向为嵌入式系统、人工免疫系统、膜计算。基金项目：怀化学院青年基金项目．项目编号：HHUY2010．15—28—反应强烈(具有高亲和力)的T细胞通过细胞死亡(凋亡)被清大程度上结合在一起，这由它们的形状而定。除。因此，只有识别外部抗原和不产生自体免疫的T细胞保留形态空间为细胞受体结合抗原提供很简单的模拟。为模下来。这个过程成为许多人工免疫系统研究的基础。拟匹配程度，在多维形态空间中，用一个点(或区域)表示受2_3免疫网络(immunenetworks

8、1体，用另外一点表示抗原决定基，通过两