综述:基于深度学习的抗体优化研究进展

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Journal of Zhejiang University-SCIENCE B 4.7

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  (编辑推荐)本综述系统梳理了深度学习(DL)在抗体优化中的前沿应用,涵盖数据集构建、算法输入类型等关键要素,探讨了降低抗体药物开发成本、提高先导化合物(lead candidate)成功率的技术路径,为通用型DL算法设计提供前瞻性思考。

  

Abstract

抗体(Antibody)已成为多种疾病的核心治疗手段,其性质的高效优化是抗体药物开发的关键环节。随着人工智能(AI)尤其是深度学习(DL)在生物学领域的突破性进展,计算生物学方法正显著降低抗体优化成本并提升先导化合物(lead candidate)的生成效率。

数据驱动的抗体优化范式

当前研究聚焦于构建高质量的抗体数据集,包括结构数据(如CDR区构象)和功能数据(如亲和力参数)。算法输入类型涵盖序列特征(sequence-based)、三维结构(structure-based)以及多组学整合数据,这些要素直接影响DL模型的预测准确性。

技术挑战与未来方向

尽管DL在预测抗体稳定性、免疫原性等方面表现突出,仍面临模型泛化性(general-purpose)不足、小样本学习效率低等瓶颈。解决方案可能涉及迁移学习(transfer learning)框架的优化,以及融合物理建模(physics-based modeling)的混合算法设计。

值得注意的是,现有方法对罕见病抗体开发的适应性仍有局限,这提示未来需开发更具包容性的生物医学大数据平台。通过持续优化算法架构与实验验证的协同闭环,DL有望成为抗体工程(antibody engineering)领域的通用技术基座。

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