BioTender · AI × Biology

全原子AI抗体设计"大一统模型"

上海交大和腾讯把抗体、纳米抗体、TCR塞进了同一个模型,结构预测和序列设计也不再接力。这篇文章带你看懂它牛在哪,以及还没做到什么。

一条抗体从靶点到候选分子,传统计算设计流程要过好几道关卡。先用RFdiffusion之类的工具生成一个骨架结构,再拿ProteinMPNN把序列填回去,如果侧链不满意,还得单独跑一次sidechain packing。三个模型接力,每一棒都可能掉链子——骨架生成时不知道后面的序列会长什么样,序列设计时骨架已经定死,没法回头调整。抗体、纳米抗体、TCR这三类免疫受体,过去更是各用各的模型,谁也不通用。

上海交大和腾讯AI for Life Sciences Lab这次放出的IgGM2,把这盘散沙收成了一个模型:结构预测和序列设计不再接力,抗体、纳米抗体、TCR也不再各自为战,一套全原子扩散框架全包了。这就是"大一统"三个字的分量所在。

IgGM2论文标题页
IgGM2: An All-Atom Foundation Model for Adaptive Immune Receptor Design

数字有多猛

在FoldBench这个抗体/纳米抗体结合抗原的基准测试上,IgGM2只用一次生成(不做候选打分挑选),成功率做到了73.8%。作为对比,AlphaFold-3要跑5个随机种子、每个种子出5个候选、挑出最好的那个,成功率也才47.9%。IgGM2不用挑,一次就赢了。

FoldBench成功率对比表
FoldBench抗体-抗原复合物预测:IgGM2单次采样73.8%,AlphaFold-3五轮挑选后47.9%

TCR和抗原-MHC复合物这个更难的任务上,差距更明显:IgGM2的DockQ得分0.746,把AlphaFold-3的0.632和AlphaFold-Multimer的0.537都甩在后面,高精度成功率也是唯一冲进38.9%的。

TCR-pMHC复合物预测对比表
STCRDab-22-TCR_pMHC:18个复合物上的DockQ与成功率对比

设计任务上,纳米抗体的核心结合环(HCDR3)一直是业内公认最难啃的部分——它天生偏长,之前所有模型的序列恢复率都不高。IgGM2把这个指标从此前最强对手的0.154拉到0.238,相对提升超过一半。

纳米抗体CDR共设计表
纳米抗体CDR序列-结构共设计:HCDR3恢复率从0.154到0.238
73.8% FoldBench成功率
单次生成 vs AF3五轮挑选47.9%
0.746 TCR-pMHC DockQ
AlphaFold-3为0.632
+54.5% 纳米抗体HCDR3恢复率
相对提升

从"能做抗体"到"抗体纳米抗体TCR全包"

腾讯这条线不是凭空冒出来的,往前数其实是第三代了。

2025 ICLR IgGM:功能性抗体和纳米抗体生成模型,聚焦结构预测与inverse folding,没有湿实验验证。
2025.09 IgGM(bioRxiv):升级为"生成式基础模型",第一次带上了BLI湿实验数据——亲和力成熟、人源化、框架区改造都做了真实验证。
2026.07 IgGM2:覆盖面从抗体扩到纳米抗体和TCR,架构升级为全原子序列-结构联合扩散,但这次只有计算指标,还没看到新的湿实验数据。
ICLR版IgGM论文标题页
IgGM(ICLR 2025):功能性抗体和纳米抗体生成模型
bioRxiv版IgGM v1论文标题页
IgGM(bioRxiv, 2025.09):A Generative Foundation Model for Antibody Design

去年9月那篇IgGM当时只覆盖抗体,没有TCR,但走到了真正的湿实验验证:亲和力成熟把一个抗体的结合力提升了5.3倍(KD从52.02 nM降到9.753 nM),人源化改造后的抗体亲和力做到接近原始鼠源抗体的水平——这些都是实验室里用BLI(生物膜层干涉技术)测出来的真实数据,不是模型自己打分。

覆盖面变大了,实验室验证这一步暂时还没跟上——这点值得读者知道,免得把"计算指标领先"直接等同于"药已经能用了"。

· · ·

从模块化管线到一个模型端到端搞定,这条路径本身已经不新鲜,RFdiffusion+ProteinMPNN这对组合业内用了好几年。IgGM2给出的信号是:抗体、纳米抗体、TCR三类过去分开做的免疫受体,现在可以用同一套模型一起解决,而且在公开基准上确实打过了AlphaFold-3。至于这些设计出来的分子能不能在实验室里做出真实的结合力,还得等后续数据。