Leash Bio:用实验数据识破模型捷径,训练化学智能体
数据量大,不代表模型学到了化学
在AI药物研发中,模型预测准确,未必意味着它理解了分子如何与蛋白质结合。它也可能只是识别出了数据集里的隐含线索:分子由谁合成、蛋白质属于哪一类,或者某个结构是否已经出现在训练数据中。
Leash Bio的Ian Quigley介绍了团队围绕这一问题的探索:一方面改进高通量实验,获得更可靠的数据;另一方面设计更严格的评估,区分真正的化学规律与模型利用的捷径。
DNA编码化合物库:先解决实验里的干扰
DNA编码化合物库(DEL)通过DNA条形码标记化合物,再利用测序读取筛选结果,是大规模获取蛋白质与小分子相互作用数据的一种方法。
但实验存在一个容易混淆的问题:蛋白质可能结合的是DNA标签,而不是待测的小分子。
Leash的做法是为同一种分子配置数十种DNA条形码,通过不同标签下的表现识别这类干扰。团队希望由此获得更干净、可重复、适合大规模建模的数据,而不只是增加测量数量。
跨化学库测试,暴露泛化难题
Leash举办的BELKA竞赛涉及约40亿次测量,吸引了约2000支队伍参与。Ian介绍,在未见过的化学库测试中,没有队伍取得优于随机水平的表现。
这一结果指向一个关键区别:在熟悉的数据分布中预测得好,不等于能迁移到新的化学空间。 它也不能被扩大解释为所有蛋白质—配体结合模型都无效;具体结论仍取决于任务与评估设置。
团队还讨论了ChEMBL数据中的“聪明汉斯”现象:模型可以从分子结构推测其背后的化学研究者,而“由谁制备”对活性的预测能力,可能与结构本身相近。这意味着,模型的部分成绩可能来自研究习惯等隐含线索,而非预期中的结合规律。
不只防止记答案,还要防止认标签
Leash表示,仅使用自有数据训练的Hermes模型,在公开基准上的表现能够与Boltz相当。但团队也发现,Hermes可能记住了蛋白质的身份线索,而没有充分学习结合位点。
为进一步检验这一点,他们开始规模化构建蛋白质突变体,改变结合口袋,让模型无法仅凭“这是哪种蛋白质”完成预测。
访谈还提到,一个用于比较的BRD4分子已经出现在Boltz接触过的PDB数据中。这类训练数据重叠问题,会影响基准成绩的解释。
Minos:让智能体在有限预算下练习实验决策
这些实验数据还被用于构建Minos,一个面向AI智能体的科学推理环境。团队已发布相关预印本与开放数据集。
其核心思路是将已有实验结果变成可反复运行的模拟任务:智能体提出选择,环境返回对应结果,智能体再据此调整下一步决策。
其中一个任务是:在约650万个分子中,以100次实验预算寻找结合能力最强的候选分子。大语言模型可以用自然语言分析构效关系(SAR),并根据反馈继续筛选。
这里的“实验在环”依托已有测量数据进行回放与模拟,并不等同于每一步都即时驱动真实实验室。团队认为,这批数据可以支持数万次此类模拟,为科学推理的强化学习提供可核验的反馈。
值得讨论的问题
Leash的实践把注意力从单一榜单成绩,转向了三个更具体的问题:
- 实验读数反映的是目标分子的作用,还是标签等因素的干扰?
- 模型面对新化学库或改变后的结合位点,还能否保持预测能力?
- 智能体能否利用有限实验预算,持续做出更有价值的选择?
对于AI药物研发,这些问题比“模型是否拿到高分”更接近实际研发中需要检验的能力。