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打破抗体人源化评估盲区!赛业生物发布IgScope多分辨率人源性评分AI模型
治疗性抗体的免疫原性风险是药物开发中不可忽视的关卡。传统抗体人源性评分仅输出整条序列的单一分数,高度依赖框架区(FR)信息,容易忽略CDR区潜在的非人源风险。赛业生物在bioRxiv预印本平台上,发表的题为Multi-resolution humanness scoring of antibodies via a region-isolated language model的文章,研究中全新发布IgScope——区域隔离抗体语言模型,实现链-区域-氨基酸残基三级分辨率的人源性评估,解决传统评分只见整体、不见局部的短板,为AI生成抗体、抗体人源化、全人源小鼠平台质控提供全新计算工具。

https://doi.org/10.64898/2026.10.23.761395
行业痛点:单一总分掩盖抗体潜在免疫风险
抗体药物开发过程中,人源性评分是早期筛选的关键质控步骤,用于评估抗体序列与天然人源抗体的相似度,预判抗药抗体(ADA)产生风险,降低临床免疫原性隐患。目前主流工具如OASis、T20、AbNatiV、HumAb、AntiBERTy等,均输出整条抗体链的单一分数。抗体可变域中框架区FR占比约3/4,序列保守性高。而决定抗原结合的互补决定区CDR是人源化嫁接、AI生成设计的核心区域。传统模型极易出现捷径学习,依靠保守框架区就给出很高的人源性得分,却无法识别CDR环内部隐藏的非人源序列片段。
关键风险点:T细胞识别免疫原性表位识别的是局部短肽,而非整条抗体序列。即便整条链得分优秀,局部CDR存在非人源片段,依然有诱发ADA的风险。AI生成抗体领域该问题尤为突出:很多生成抗体整体人源性分数达标,但CDR环序列严重偏离天然人源库,传统工具无法识别该缺陷。
技术突破:IgScope区域隔离语言模型,三级分辨率解析人源性
IgScope是2300万参数从头训练的抗体Transformer编码器,训练数据集包含1.19亿条人、小鼠、骆驼科重链、轻链、VHH纳米抗体序列,创新性引入区域隔离注意力模块,搭配30%比例的嵌合序列增强训练,从模型架构上杜绝拿框架区信息推断CDR人源性的捷径学习问题。
两大核心架构创新
Module A 区域隔离编码器:注意力机制仅允许序列在同一个 IMGT 区域内部交互。CDR 的表征完全来自 CDR 自身氨基酸,不受框架序列干扰,保障区域打分是真正局部独立的结果。
Module B 全局编码器:开启全序列注意力,用于整条链物种判断和残基级评估;同时增加祖先种系基因预测(AGP)、突变过程预测(MPP)两项进化辅助任务,提供残基维度的精细信号。
模型一次前向推理即可输出三层结果:
链水平:整条重链、轻链或 VHH 的人源概率。
区域水平:IMGT 定义的 7 大区域(FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4)各自的人源性评分。
残基水平:每个氨基酸位点的人源概率,用于定位非人源突变位点。

IgScope模型整体架构
硬核验证:多组实验证明模型可靠性
1. locality局部性验证:CDR打分不依赖框架序列
将全部框架区token做mask屏蔽,IgScope的CDR识别精度几乎无下降(如图2a, 图3c)。与之对比,主流抗体大模型AntiBERTy屏蔽框架后物种判别AUC-ROC暴跌至0.672(如图3c),证明其判断主要依赖框架区信号。在人源框架上回引入鼠源残基的回复突变测试中,IgScope残基识别准确率达到93.4%,可以精准定位混在人源骨架里的单个非人源氨基酸位点(如图2b)。

图2 多分辨率诊断实验
2. 外部数据集综合性能领先
在完全独立的VDJServer外部测试集上,IgScope物种区分AUC-ROC达0.9997,显著优于Humatch、AntiBERTy、OASis、T20等主流工具(如图3b)。针对69899条合成嵌合嫁接抗体,IgScope的嫁接检测ROC-AUC达到0.9938,可精准识别FR与CDR来源物种不一致的嫁接分子(如图3d,e,f)。

图3 与主流人源性评分工具对比
3. 和临床抗药抗体(ADA)发生率高度相关
对217条有临床ADA真实数据的治疗抗体数据集,IgScope链水平得分与临床ADA发生率Pearson相关系数r=-0.567,达到业界最优模型同一梯队水平(如4b)。以ADA>10% 作为二分类阈值,ROC-AUC=0.807,性能优于4种基于HLA-II表位的免疫原性预测工具(如图4e)。同时残基层面指标(最长非人源片段、非人源残基占比)同样与ADA高度相关,佐证局部非人片段是免疫原性重要诱因,不只是整条链相似度(如表格Extended Data Table 2所示)。

图4 IgScope得分与临床ADA相关性

表格 Extended Table 2 IgScope得分与临床ADA相关性
两大核心应用场景,直击抗体研发真实痛点
场景一:审计AI从头生成抗体,识破高分陷阱
研究团队测评BoltzGen、IgGM、ODesign、RFantibody四种主流抗体生成模型产出的3359条抗体序列。发现AI生成抗体整条链人源性得分高达0.966-0.988(如图5d所示),和天然人源抗体几乎无法区分,但全部模型输出CDR区域得分显著低于天然人源CDR(P<1e-30)(如图5a, b,c所示)。也就是说,如果仅使用传统链水平打分,会放行大量CDR存在非人源隐患的AI设计抗体,而IgScope区域级打分可以精准揪出该缺陷,给AI抗体设计增加一道关键审计关卡。

图5 从头设计抗体在区域层面的人源度特征
场景二:全人源抗体小鼠平台精细化质控
赛业生物自研HUGO-Ab系列全人源抗体小鼠(包括HUGO-Mab全人单克隆抗体小鼠、HUGO-Light全人共轻链抗体小鼠和HUGO-Nano chVHH驼化人源纳米抗体小鼠)作为重要的抗体发现工具,设计上可变域整体为人源,但为保障VHH纳米抗体稳定性,FR2区域会特意保留4个骆驼特征氨基酸(FERF四联体,如图6e所示)。
人源化小鼠序列,无论整条链打分,还是7个FR区的打分,均及接近天然人源序列(除了HIS-Mouse小鼠轻链FR4评分偏低之外),显著优于AI从头生成的抗体序列(如图6a, b, c)。
HUGO-Nano chVHH驼化人源纳米抗体小鼠的序列,整条链打分依旧接近满分人源,传统工具完全看不到这4个特意保留的非人源位点(如图6c)。
IgScope区域打分可以精准定位:例如HUGO-Nano chVHH驼化人源纳米抗体小鼠的序列,仅FR2区域分数显著下降,其余全部区域维持高分。当专门mask掉这4个特征残基,FR2得分立刻恢复人源水平(如图6d所示)。
这证明IgScope可以用于人源化小鼠产出序列的精细质控,区分真正人源缺陷和工程设计故意保留的非人源位点,避免误判,为HUGO-Ab系列全人源抗体小鼠产出抗体序列提供计算质控标尺。

图6 人源化小鼠平台可获得人源化可变结构域
研究局限与展望
论文同时客观阐述模型边界:
若CDR基序在人源、鼠源种系基因中完全一致,区域局部模型会存在理论识别上限(如图2e, f)。
当前模型只处理单条抗体序列,不考虑轻重链配对、VH-VL界面、三维结构信息。
ADA临床终点受给药剂量、给药方案、检测方法多重混杂因素影响,序列预测仅为计算假说,仍需要体内体外实验验证。
未来,IgScope将接入赛业AbSeek®智能抗体计算平台,一方面用于人源化改造优化、AI生成抗体的风险审计,另一方面结合HUGO-Ab全人源抗体小鼠真实测序数据,打通AI计算预测+动物体内产出的闭环,赋能治疗性抗体早期可开发性筛选,降低后期临床免疫原性失败风险。如果您有IgScope抗体多分辨率人源性打分相关分析需求,欢迎扫码联系我们,我们可以为您提供技术支持与咨询服务。
参考文献
[1] Multi-resolution humanness scoring of antibodies via a region-isolated language model. DOI: 10.64898/2026.10.23.761395.
关于 iCyagen 科研 AI 平台
iCyagen 可作为科研信息检索和研究问题梳理的辅助入口,帮助研究者整理基因、疾病与模型相关资料。
围绕本文的抗体人源性评分与序列质控研究,可结合 iCyagen 梳理CDR局部人源性、抗体免疫原性及全人源抗体小鼠相关研究问题。具体模型性能、序列评价和研究结论仍需结合论文、平台设计及实验数据核实。
准备开展抗体发现或序列质控研究?结合抗体来源、研发目标与验证需求,讨论适合的研究方案。
FAQ:IgScope抗体人源性评分常见问题
IgScope提供哪些层级的人源性评分?
IgScope提供链、区域和氨基酸残基三级评分:链水平评估整条重链、轻链或VHH的人源概率;区域水平对IMGT定义的7个区域分别打分;残基水平评估各氨基酸位点的人源概率。
为什么CDR人源性评估需要与框架区隔离?
框架区较为保守,整链评分可能掩盖CDR中的局部非人源片段。IgScope的区域隔离编码器限制注意力在同一个IMGT区域内交互,使CDR区域评分依据其自身序列信息。
IgScope可以如何用于AI生成抗体及全人源抗体小鼠序列评估?
区域评分可用于识别AI生成抗体中整链得分较高但CDR得分较低的情况,也可用于定位全人源抗体小鼠产出序列中工程设计保留的非人源位点。对这些位点的解释需要结合平台设计与实验背景。
IgScope评分能否代替免疫原性实验验证?
不能。IgScope提供基于序列的计算评估;临床ADA发生率还受给药剂量、给药方案和检测方法等因素影响。模型目前不考虑轻重链配对、VH-VL界面及三维结构信息,仍需体内、体外实验验证。







