分子之心MMDesign技术报告:19个项目命中18个,成功率达94.7%
从单点突破到系统性验证:分子之心MMDesign实现94.7%项目成功率...
让AI批量生成蛋白质序列,早已算不上AI生物药研发最值得夸耀的本事。更难回答的是另一件事:最终送进实验室的分子能不能足够少,命中的机会又能不能足够高?
实验规模同样被压得很低。每个项目只测试9—50个候选分子,中位数为21个。六个受测GPCR靶点全部获得命中;针对此前已成功获得命中分子的六个靶点,团队又做了一轮新设计,其中五个项目的结果优于前一轮。
这组数据说明的重点,并非AI又“设计出了分子”。从头设计正在走出个别靶点的示范阶段,转向少量实验验证、跨靶点、跨模态的可重复研发工作流。
每个项目只测几十个:AI设计开始压缩实验筛选的规模
抗体发现长期靠的是动物免疫和大规模文库筛选,从海量候选里捞取具备结合能力的分子。
AI从头设计的思路是把起点往前挪:研究人员指定目标蛋白和潜在结合位点,由AI直接生成新的分子序列。真正的突破口在于,能否从中精准挑出有结合潜力、值得进入实验验证的候选分子。
MMDesign走的流程是“生成—计算优选—实验验证”。先在计算空间里探索大量序列,再按结构可靠性、序列特征及物理评估等标准层层收窄,把每个项目的候选数量压到9—50个。打个比方,AI先在计算机里完成一轮分子“海选”,再把选出来的选手送进实验室“复试”。
报告汇总的19个设计项目中,18个获得命中候选,成功率94.7%。453个受测候选里有139个获得确认结合,合并候选命中率约30.7%。此外,15个项目至少得到两个结合分子,后续筛选优化因此留有余地。
验证结果汇总
两个指标各有侧重,但都关键:94.7% 看的是一个项目能否找到至少一个结合分子,30.7% 看的是受测候选里有多少真正命中。合在一起说明,MMDesign 并非只在计算端把生成规模做大,它还想把实验室需要验证的范围压到几十个分子,并且让成功结合的分子能进入后续研发流程。
落到制药研发上,好处很直接:计算端若能更早筛掉大量低价值候选,实验资源就能更多投给有希望的设计。六个 GPCR 全部命中,把难靶点能力摆到台前。
94.7% 的项目成功率体现的是效率,GPCR 系列结果则更能说明从头设计的技术实力。GPCR 是重要的药物靶点家族,膜环境、构象变化加上有限的胞外可结合区域,让针对这类靶点设计结合分子变得相当困难。此次评估覆盖 CCR7、CCR8、EP2、GPR68、NK3R 和 A2AR 六个 GPCR 靶点,六个项目全部拿到实验确认的结合分子。
有两组结果尤其突出:NK3R 测试的 30 个候选全部命中,命中率 100%;GPR68 测试的 11 个候选命中 10 个。两者合计 41 个候选、40 个命中。GPR68 项目的最佳表观结合亲和力 KD 为 12.1 nM。
这不只是把“命中”数字刷高。对复杂膜蛋白靶点来说,能在极少的实验候选里找到结合分子,本身就让从头设计这条路更可信。
报告还提到,在 Thera-SAbDab 指定版本数据库中查不到已编目治疗性抗体先例的五个 GPCR 靶点上,89 个受测候选拿到 53 个结合分子,候选命中率 59.6%。
从 100% 的候选命中率,到在缺少已知治疗性抗体先例的复杂靶点上成功发现结合分子,MMDesign 的突破不只在单个分子表现优异,更在于它对高难度膜蛋白靶点有较广的适用性,为 GPCR 等复杂靶点的抗体发现开出新的技术路径,也让 AI 从头设计在传统研发难点中的应用潜力得到进一步验证。
从一次命中到广泛成功,可复用才是产业级平台的关键。药企看一项 AI 技术,某个靶点取得突破固然重要,但长期合作更在意两件事:面对同一个研发问题,能不能通过多轮迭代持续优化设计;面对不同的研发任务,平台能不能重复用起来。
本次评估中,MMDesign 对六个此前已有设计成果的靶点做了新一轮设计,其中五个项目在命中率、最佳亲和力或这两者上都有进一步提升。
以 PDGFR 项目为例,候选命中率从 4.0% 升到 21.1%,为原来的5.2倍;最佳KD37 nM,相比上一轮的150nM提升4倍。换句话说,平台并非只能“一轮定输赢”,同一个研发问题上它可以继续往下找更优分子。
平台能力的适用范围也延伸到了不同分子模态。除纳米抗体外,报告里两项大环肽从头设计都拿到了结合分子:MDM2 项目 21 个候选中有 16 个命中,PD-L1 项目 28 个候选中有 11 个命中,最佳报告 KD 分别是 13.7 μM 和 40.2 μM。这说明相关设计与验证工作流已经扩展到性质与 VHH 明显不同的分子类型。
不同靶点上广泛命中,同一靶点新一轮设计表现提升,大环肽模态也能拓展——MMDesign 拿出的已不只是单次设计能力,还有面对不同研发任务时的适应性和持续优化潜力。对需要长期推进多个项目的药企来说,这种可复用的能力,正是 AI 从头设计平台走向实际研发应用的重要基础。
不只要结合:MMDesign 的分子质量与模型优势
药物发现并不止于“能不能结合”。一个有价值的早期命中分子,还要过一遍药物开发前的“体检”——看它能否稳定表达、是否容易聚集、会不会误结合无关蛋白,这些都是可开发性问题。
报告显示,MMDesign 设计的许多 VHH-Fc 候选分子能在 CHO 细胞中稳定表达,纯化后保持单体状态,聚集迹象较少;针对胰岛素和双链 DNA 的替代性检测中,非特异性反应也处于较低水平。
这是积极的初步可开发性信号。平台在追求结合活性的同时,也进一步兼顾了分子进入后续药物开发所需的关键性质。
序列新颖性方面,报告强调从头设计并不是直接检索现有抗体序列,也不是拿已知结合分子做起点进行局部突变;与 PDB、OAS 和 SAbDab 等数据库对比后,部分设计序列与识别区域显示出新颖性。这有望让从头设计的突出价值真正落地——按需求设计出新颖分子,拓展候选空间,也给差异化知识产权布局带来可能。
底层模型能力决定着 AI 从头设计的效果。支撑 MMDesign 高效精准设计的,是分子之心自研的结构预测模型 MMFold,它同样表现出突出的性能。
在 FoldBench 全部 172 个抗体—抗原界面的评估中,报告给出的 MMFold Top-1 预测总体成功率为 70.9%,高质量预测成功率 39.0%,约为 AlphaFold 3 的 2 倍;160 个共同界面子集上,MMFold Top-1 高质量预测成功率 39.4%,高于此前 OpenDDE 公布的 33.0% 与 Protenix-v2 公布的 28.2%。
FoldBench 全部 172 个抗体—抗原界面结构预测结果
FoldBench 的 160 个共同界面子集结构预测结果如下。
结构预测在从头设计流程里并非用来“打榜排名”,它的作用是为候选分子的评估与优选提供关键计算依据。只有结构预测看得更准,分子设计才可能在庞大的计算空间里更精准地锁定候选。从“海量筛分子”到“精准设计分子”,这份报告背后对应的是一次范式升级。
把这份报告放到 AI 制药的产业语境里,它的分量会更清楚。19 个项目中 18 个成功,六个 GPCR 靶点全部命中,跨轮次设计成果进一步提升,大环肽模态也有所拓展。MMDesign 最新报告呈现的不再只是 AI 能不能生成一个结合分子,而是一套正在走向可重复应用的分子发现工作流。
分子之心的技术布局由此显出更清晰的整体逻辑。NewOrigin 提供底层大模型,MMDesign 承担从头生成与候选优选,MMFold 专注结构预测,QuantaMind 进行动态模拟,MoleculeOS 则尝试把不同模型工具与研发任务组织到统一流程中。说到底,最终价值不在于多出多少个算法模块,而在于研发人员能否围绕明确目标,更快拿到少量值得实验检验的候选,并不断迭代。
对 AI 生物药研发来说,真正值得期待的变化或许正发生在这里。当计算设计能把原本庞大的探索空间压缩成有限、可验证的实验集合,早期发现就有机会不再依赖海量筛选,转而走向“明确需求 — 精准设计 — 少量验证 — 持续优化”的新范式。
分子之心这份报告展示的跨靶点设计成果、低通量命中效率与底层模型能力,为这一方向提供了新的实证支持。就此而言,MMDesign 的进展不只是技术成绩的一次更新,它还是 AI 从头设计迈向产业级研发工具的重要一步。
资料来源:分子之心 MMDesign 最新技术报告(https://zenodo.org/records/23321531)。