kitAb:用于检测特异性抗体可开发性建模和大规模景观分析的自动化框架

由 root 提交于 周四, 10/15/2026 - 06:11
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抗体可开发性由多种物理化学性质决定,而各项性质与不同实验检测的相关性也各不相同。然而,现有计算方法往往提供固定评估结果,或依赖计算成本高昂的描述符。我们推出了 kitAb,这是一个开源框架,可用于大规模表征抗体 Fv 区域的物理化学性质,并针对特定检测进行可开发性建模。kitAb 可计算 59 种具有可解释性的、基于序列和结构的描述符,并将其与自动化特征选择和回归相结合。我们在 10 个公开数据集上对 kitAb 进行了评估,这些数据集共包含 46 个实验终点,并在可行时采用序列感知型或预定义的数据划分。预测性能高度依赖于具体检测。在采用序列感知型或预定义数据划分的嵌套评估中,使用 kitAb 描述符的模型平均预测性能与使用 PROPERMAB 描述符的模型相当,同时优于基于 TAP 或仅使用序列特征的模型。在单结构 CPU 计时基准测试中,kitAb 的描述符计算速度约为 PROPERMAB 的 11 倍。三种结构生成后端的预测性能相近,范围更广的 AutoML 搜索也未能显著提升平均性能。我们进一步将相同的描述符表征应用于约 340 万种配对天然抗体,以及 706 种处于 II 期或更晚期临床试验阶段的治疗性抗体。大规模抗体库分析揭示了表面电荷、疏水性与芳香族残基的组织方式、CDR 长度以及胚系相关物理化学特征的系统性差异。kitAb 代码和分析工作流程已在 https://github.com/katyachemistry/kitAb/ 开源。

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https://doi.org/10.64898/2026.10.09.750540

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莫斯科国立罗蒙诺索夫大学人工智能研究所,俄罗斯莫斯科

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抗体的可开发性由多种物理化学性质决定,而各项性质的重要性在不同的

实验测定。然而,现有计算方法往往只能提供固定评估结果,或依赖计算成本较高的描述符。我们提出了 kitAb,这是一个开源框架,可用于抗体 Fv 区域的可扩展理化表征及特定测定条件下的可开发性建模。kitAb 计算 59 个可解释的、基于序列和结构的描述符,并将其与自动特征选择和回归相结合。

我们在十个公开数据集上评估了 kitAb,这些数据集涵盖 46 个实验终点,并在可行时采用序列感知或预定义的数据划分。预测性能与具体测定密切相关。在采用序列感知或预定义数据划分的嵌套评估中,使用 kitAb 描述符的模型平均预测性能与使用 PROPERMAB 描述符的模型相当,同时优于基于 TAP 或仅序列特征的模型。在单结构 CPU 计时基准测试中,kitAb 的描述符计算速度约为 PROPERMAB 的 11 倍。三种结构生成后端的预测性能相近,而扩大 AutoML 搜索范围并未显著提升平均性能。

我们进一步将相同的描述符表示应用于约 340 万个天然配对抗体,以及 706 个处于 II 期或更晚期临床试验阶段的治疗性抗体。大规模抗体库分析揭示了表面电荷、疏水与芳香基团分布、CDR 长度以及与种系相关的理化特征方面的系统性差异。kitAb 代码和分析工作流程已开放获取:https://github.com/katyachemistry/kitAb/。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

脚注

https://github.com/katyachemistry/kitAb

已申报资助方信息

莫斯科国立大学

密歇根州立大学(MSU)人工智能研究所

版权

本预印本的版权归作者/资助方所有,其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议提供。

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发布于 2026 年 10 月 11 日。

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Ekaterina Trofimova、Elizaveta Shaburova、Denis Antonets、Vasily Ramensky

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2026.10.09.750540;

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关键词:抗体可开发性 · 抗体物理化学性质 · 特征选择与回归 · 可开发性预测 · 抗体库景观分析

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.09.750540v1?rss=1