AI4Bio 技术解析 · 2026 年 9 月

用基因组大模型端到端设计癌症疫苗,Evo 团队闭源后的第一个大招

通用基因组模型 Omnii 在癌症疫苗最难的免疫原性预测上以 0.750 对 0.558 甩开专用工具,并从肿瘤序列一路设计到 mRNA 疫苗。

2026 年 8 月 19 日,Moderna 与默克宣布:全球首个个体化癌症疫苗在 III 期临床中成功。在已完全切除肿瘤的 IIB 至 IV 期黑色素瘤患者中,这支疫苗联合 KEYTRUDA 同时达到了无复发生存期和远处转移生存期两个终点。这是个体化癌症疫苗第一次在最严格的临床试验里证明自己。但很少有人注意到,这支疫苗背后的设计算法,仍是一串专用工具的拼装。

T 细胞识别 MHC 分子呈递的突变肽段(来源:Radical Numerics 官方博客)
T 细胞识别 MHC 分子呈递的突变肽段(来源:Radical Numerics 官方博客)

不到一个月后,另一则消息补上了这块拼图。9 月,Evo 和 Evo 2 团队创办的 Radical Numerics 发布官方博客。他们把通用基因组大模型 Omnii 做了后训练(post-training),用来端到端设计癌症疫苗。但真正的看点是分差。在最难的 MHC I 类免疫原性预测上,Omnii 拿到 0.750 的 AUROC,最好的专用工具 BigMHC-IM 只有 0.558。

这家公司更引人注目的是出身。Evo 曾是全球最开放的生物大模型,权重、代码全部公开。而 Omnii 选择了闭源,只开放 early access。但要看懂这个转向,得先看 Omnii 到底做成了什么。

癌症突变如何变成免疫靶点:突变蛋白经蛋白酶体切割后由 MHC 呈递,触发 T 细胞杀伤(来源:Radical Numerics 官方博客)
癌症突变如何变成免疫靶点:突变蛋白经蛋白酶体切割后由 MHC 呈递,触发 T 细胞杀伤(来源:Radical Numerics 官方博客)
01

六步流程,两道鬼门关

设计一支个体化癌症疫苗,本质上是在给免疫系统发"通缉令"。先测序肿瘤、对比健康细胞,找出癌症特有的突变。再把突变翻译成候选肽段,预测哪些会被呈递到细胞表面、哪些能激活 T 细胞。最后挑出最好的几个,编码进 mRNA。整个流程一共六步,每一步都在筛掉错误的候选。但一个肿瘤往往带着数百个突变,绝大多数毫无用处。

六步里最关键的智能,藏在两个预测中。第一个叫呈递(presentation):肽段能否嵌进病人的 MHC 分子,被摆上细胞表面。第二个叫免疫原性(immunogenicity):T 细胞看到它之后,会不会真的动手。呈递决定免疫系统看不看得见,免疫原性决定它认不认。但后者要难得多——一张完美的通缉令,没人认出那张脸也是白搭。

呈递预测:肽段必须结合 MHC 并被摆上细胞表面,否则对 T 细胞不可见(来源:Radical Numerics 官方博客)
呈递预测:肽段必须结合 MHC 并被摆上细胞表面,否则对 T 细胞不可见(来源:Radical Numerics 官方博客)
免疫原性预测:被呈递还不够,T 细胞必须识别它并强到足以发起攻击(来源:Radical Numerics 官方博客)
免疫原性预测:被呈递还不够,T 细胞必须识别它并强到足以发起攻击(来源:Radical Numerics 官方博客)
02

一个模型读五种"语言"

为什么语言模型适合做这件事?因为突变没有固定含义。它的效果取决于周围的序列、改变的蛋白、病人携带的 MHC 类型、肿瘤的表达水平。就像同一个词在不同句子里意思不同,上下文决定一切。传统做法是为每个问题各造一个专用模型,但专用模型恰恰读不到这些跨层次的上下文。

Omnii 的思路是把上下文一次读全。它在预训练阶段同时读了 DNA、RNA、表观组学、蛋白序列和 token 化的 3D 蛋白结构,上下文窗口达到 200 万 token。但预训练只给它通用的生物学直觉,真正让它会做疫苗的,是针对性的后训练。

Omnii 多模态架构:融合 DNA、氨基酸、3D 蛋白结构与功能基因组学,后训练用于呈递、免疫原性预测与序列设计(来源:Radical Numerics 官方博客)
Omnii 多模态架构:融合 DNA、氨基酸、3D 蛋白结构与功能基因组学,后训练用于呈递、免疫原性预测与序列设计(来源:Radical Numerics 官方博客)

后训练后的 Omnii 同时预测 MHC I 类和 II 类的呈递与免疫原性。I 类负责指挥攻击,II 类负责组织与维持,理想疫苗需要两者。模型看到的不只是肽段和 MHC 的氨基酸序列,还有这些序列在三维空间里可能折成的形状。但形状信息到底值多少钱,要用 benchmark 说话。

03

0.750 对 0.558:最难的一关被拉开了

结果分两半。呈递预测上,Omnii 与专用工具基本持平:I 类 0.939 对 BigMHC-EL 的 0.933,II 类 0.945 对 NetMHCIIpan-4.3-EL 的 0.935。但真正的差距出现在免疫原性上。

四项任务的 AUROC 对比:Omnii 呈递持平、免疫原性领先,I 类优势最大(来源:Radical Numerics 官方博客)
四项任务的 AUROC 对比:Omnii 呈递持平、免疫原性领先,I 类优势最大(来源:Radical Numerics 官方博客)
0.939
I 类呈递 · Omnii(BigMHC-EL 0.933)
0.945
II 类呈递 · Omnii(NetMHCIIpan-4.3-EL 0.935)
0.750
I 类免疫原性 · Omnii(BigMHC-IM 0.558)
0.778
II 类免疫原性 · Omnii(TLimmuno2 0.613)

I 类免疫原性:Omnii 0.750,BigMHC-IM 0.558,PRIME2.1 0.514。II 类:Omnii 0.778,TLimmuno2 只有 0.613。但 AUROC 只是平均分,设计疫苗看的是另一件事。

一个通用模型在癌症疫苗最难的任务上,把专用工具甩开了一个身位。
04

500 张"通缉令",只许递 10 张

设计疫苗时,模型不需要对每个肽段都判断正确,只需要对排名最靠前的几个非常正确。一个肿瘤可能给出 500 个候选,但疫苗 cassette 里只有几十个位置。你关心的是第 1 到 5 名对不对,第 437 名排得准不准无所谓。所以 Radical 测了 precision@k:只许模型选前 5、10、20 个候选时,选中真阳性的比例。

precision@k 对比:只允许选前 5、10、20 个候选时,Omnii 在 k=5 时领先最大(来源:Radical Numerics 官方博客)
precision@k 对比:只允许选前 5、10、20 个候选时,Omnii 在 k=5 时领先最大(来源:Radical Numerics 官方博客)

Omnii 的优势在 k=5 时最大,恰好是最接近真实疫苗的场景。但优势大不等于账算得过来,他们算了一笔具体的账。

假设肿瘤给出 100 个候选,其中 6% 真有免疫原性,疫苗只装 5 个。Omnii 平均能选对 1.3 个,BigMHC-IM 是 0.7 个,NetMHCpan 和 PRIME2.1 各 0.6 个,随机选择只有 0.3 个。但排名只是中间产物,病人需要的是一支能生产的疫苗。

1.3/5
Omnii 预期选中真靶点
0.7/5
BigMHC-IM
0.6/5
NetMHCpan-4.1-BA / PRIME2.1
0.3/5
随机选择
模拟 100 选 5:Omnii 预期选中 1.3 个真靶点,专用工具 0.6 至 0.7 个,随机 0.3 个(来源:Radical Numerics 官方博客)
模拟 100 选 5:Omnii 预期选中 1.3 个真靶点,专用工具 0.6 至 0.7 个,随机 0.3 个(来源:Radical Numerics 官方博客)
同样的候选池,更好的排序直接变成疫苗里更多的真靶点。
05

从肿瘤序列到一支 mRNA 疫苗

所以 Radical 给 Omnii 包了一条端到端管线。输入只有两样:病人肿瘤的突变序列,和他的 MHC 等位基因。输出是一段优化好的 mRNA cassette。模型甚至自发学会了对 cassette 做密码子优化,团队承认这出乎他们的意料。但这条管线目前只在公开数据上做到了 SOTA,真实世界还要看后训练数据。

端到端管线:输入肿瘤突变与 MHC 等位基因,输出优化后的 mRNA 序列(来源:Radical Numerics 官方博客)
端到端管线:输入肿瘤突变与 MHC 等位基因,输出优化后的 mRNA 序列(来源:Radical Numerics 官方博客)

从官方放出的产品界面看,这条管线已经产品化。上传 VEP 注释的肿瘤 VCF 文件和 HLA 等位基因,五个阶段自动跑完。最后给出每个候选的呈递、免疫原性评分和推荐的 mRNA 设计。界面右上角标着 PRIVATE,这套能力只通过 early access 开放。但想用它的人已经排上了队,公司正在公开招募癌症免疫学和疫苗开发的合作伙伴。

Omnii 疫苗设计产品界面:上传 VCF 与 HLA 等位基因后,五个阶段自动执行(来源:Radical Numerics 官方博客)
Omnii 疫苗设计产品界面:上传 VCF 与 HLA 等位基因后,五个阶段自动执行(来源:Radical Numerics 官方博客)
设计结果页:每个 HLA 等位基因的最佳子肽段评分与推荐的 cassette 设计(来源:Radical Numerics 官方博客)
设计结果页:每个 HLA 等位基因的最佳子肽段评分与推荐的 cassette 设计(来源:Radical Numerics 官方博客)
06

Evo 团队为什么把模型闭源了

要理解 Omnii,得先看它的出身。Radical 的四位创始人——Eric Nguyen、Michael Poli、Stefano Massaroli、Armin Thomas——正是 Evo 和 Evo 2 的缔造者。Evo 系列在超过 10 万个物种的基因组上训练,参数规模 400 亿,权重完全开源。但开源走到的最远一步,也让他们看到了风险。

2025 年 9 月,研究者用 Evo 的开源权重造出全球首个完全由 AI 设计的功能性病毒。正是这个里程碑推动四人创办公司,但他们做的第一个决定,就是让新模型闭源。

Eric Nguyen · The Deep View 采访,2026 年 6 月

"我们不想再做一个学术玩具。"

Radical Numerics 官网关于页:自称 Evo 与 Evo 2 背后的 AI 团队,四位创始人署名(来源:Radical Numerics 官网)
Radical Numerics 官网关于页:自称 Evo 与 Evo 2 背后的 AI 团队,四位创始人署名(来源:Radical Numerics 官网)

资本已经投票。公司带着 5000 万美元种子轮走出隐身,Emergence Capital 领投,Stripe CEO Patrick Collison 在 pre-seed 轮入局。顾问名单里有微软首席科学官 Eric Horvitz 和哈佛大学的 George Church。一个模型能否把学到的生物学知识,通过后训练变成给某一个具体病人设计的药物?但这个问题,benchmark 回答不了。

07

真正的考试在临床上

Radical 自己在博客里承认了局限。公开的免疫原性数据集仍然很小、很杂,不同实验测量免疫反应的方式不同,一些 MHC 类型的数据远多于其他类型。所以他们按等位基因分别评估再取平均,并明确写道:benchmark 不代表病人。但这也是整个领域的天花板——数据稀缺卡住的是所有人,不只是 Omnii。

Omnii 癌症疫苗应用已开放 early access,正在招募设计合作伙伴(来源:Radical Numerics 官方博客)
Omnii 癌症疫苗应用已开放 early access,正在招募设计合作伙伴(来源:Radical Numerics 官方博客)

Moderna 用 III 期证明了个体化癌症疫苗能成,Omnii 证明了通用模型能把设计做得更准。但预测更好的疫苗是否真的是更好的疫苗,要等临床数据说话。Omnii 的 early access 已经开放,Radical 正在寻找有独特免疫学数据和验证能力的合作方。下一条新闻,可能取决于谁先把数据递过去。