PAPER ANALYSIS · 25 OCTOBER 2026

生成式药物设计模型,仍难区分目标与脱靶蛋白

SELECTBENCH 评估九种结构驱动生成模型:更好的目标对接分数,未必换来稳定的选择性。但严格阈值也会漏掉已知选择性分子,计算结果仍需实验验证。

THE SELECTIVITY GAP · 计算评价的边界

2026 年 10 月 16 日,一项覆盖九种模型的研究,把生成式药物设计推向一道更难的考题。它们可以给目标蛋白设计分子,但面对相似的脱靶蛋白,选择性优势往往难以稳定保持。 原本缺席的竞争者,也被放进了评价。

来自多伦多大学、Mila 等机构的团队提出了 SELECTBENCH。但这项研究评测的是结构驱动的小分子生成模型,证据主要来自计算评分。

SELECTBENCH 将目标与脱靶蛋白同时纳入评价
SELECTBENCH 将目标与脱靶蛋白同时纳入评价(图源:Rajaonson 等,SELECTBENCH 论文)
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一把钥匙,究竟能打开几把锁?

给蛋白设计分子,可以先想成给锁配钥匙。但药物研发还要追问:这把钥匙会不会顺手打开别的锁? 研究把这个要求拆成同时争取目标结合、避开非预期蛋白的“选择性”。能结合目标,只回答了其中一半。

基准设了三类题:五组文献案例、安全筛查面板,以及大规模口袋配对。但“85 个脱靶”容易让人误读:原始面板收录 85 个结构,优先子集为 22 个结构;完整评估排除重叠的 5-HT1B 后用 84 个。

病例、安全面板与大规模配对构成三类选择性考题
病例、安全面板与大规模配对构成三类选择性考题(图源:Rajaonson 等,SELECTBENCH 论文)

大规模任务从 CrossDocked2020 测试集的 100 个蛋白口袋,构建出 9,900 组有方向的配对。但发布的配对规模不等于实际跑完的规模:作者评估了 100 组简单、38 组中等、28 组困难配对,合计 166 组。

跨蛋白比较,也像比较难度不同的考试成绩。团队用 128 个类药配体给每个口袋建立参照,再比较标准化分数。但正文采用的严格门槛是标准化差值超过 1;它既不等于 1 kcal/mol,也不对应某个实测亲和力倍数。

大规模任务按口袋相似度分层比较模型表现
大规模任务按口袋相似度分层比较模型表现;纵轴为严格标准化选择性通过率,横轴为最佳十个分子的平均标准化差值(图源:Rajaonson 等,SELECTBENCH 论文)
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SELECTBENCH · PAPER ANALYSIS

目标分数更漂亮,分辨力却没跟上

PARP1/PARP2 案例给出了直观反差。选择性专用模型 CMD-GEN、SpecLig 的平均目标对接分数为 −10.57、−10.89 kcal/mol,TargetDiff 为 −8.56。但更负的目标分数,只说明这一侧的预测结合更有利。

看严格标准化选择性通过率,CMD-GEN、SpecLig 分别为 4.0%、9.0%,TargetDiff 为 7.0%。但这里统计的是成功对接分子中跨过阈值的比例,不能换算成实验成功率。

PARP1/PARP2 案例的目标对接分数与选择性指标
PARP1/PARP2 案例的目标对接分数与选择性指标;附表 A5 局部,最右列为严格标准化选择性通过率(图源:Rajaonson 等,SELECTBENCH 论文)
PARP1/PARP2 · 严格标准化选择性通过率(SRᶻ,差值 > 1)
4.0%
CMD-GEN
9.0%
SpecLig
7.0%
TargetDiff

九种主基线覆盖扩散、流匹配、自回归,以及两种专门考虑选择性的模型。但专用设计没有在相近口袋上形成稳定领先:作者报告,优势随靶标变化,在病例和大规模任务中都缺少一致性。 模型标签还需跨场景检验。

给生成过程加上“靠近目标、远离脱靶”的推理引导,仍能带来改善。但改善大小依赖具体任务:PARP 案例中,TargetDiff 加 FKC 后,严格通过率从 7.0% 升至 38.0%。 因此,“完全无效”同样超出了论文证据。

五组目标与脱靶配对上的模型及推理引导表现
五组目标与脱靶配对上的模型及推理引导表现;颜色区分模型,形状区分基础生成与两类引导(图源:Rajaonson 等,SELECTBENCH 论文)
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平均分过关,仍可能漏掉危险的一项

换到优先安全面板,部分设置的平均标准化选择性通过率超过 50%。但平均指标允许失手:一个分子避开多数脱靶蛋白,仍可能在其中某一个上表现很差。

作者报告,要求同一个分子同时胜过全部脱靶蛋白时,通过率仍接近零。但安全面板与近亲蛋白的难题不同,专用模型在前者更有优势。 主分析的引导只针对最难的单个脱靶,不能把它当成全面板联合优化。

优先安全面板上的平均选择性与目标排名
优先安全面板上的平均选择性与目标排名;图中平均指标不要求每个分子同时避开所有脱靶(图源:Rajaonson 等,SELECTBENCH 论文)

选择性也不能单独冲榜。PARP 案例中,选择性专用模型往往给出更好的目标评分,自回归模型的合成可及性指标更好。但这些优势没有自动汇合到同一批分子上,单项胜出仍可能伴随另一项退步。 研发需要兼顾多重约束。

推理引导改善了部分分子的目标评分,却没有同步改善合成可及性。但这里的“容易合成”同样来自评分,论文没有因此完成实际合成验证。 一个更实用的评测,需要把结合、选择性与可制造性放在同一张账单上。

PARP1/PARP2 案例中的选择性、目标评分与合成可及性权衡
PARP1/PARP2 案例中的选择性、目标评分与合成可及性权衡;均为计算代理指标(图源:Rajaonson 等,SELECTBENCH 论文)
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这把尺子,也会把已知好分子挡在门外

论文的阳性对照值得单独看。对文献中已有实验支持的九个 PARP 选择性配体,标准化后,只要分数偏向目标,就有 66.7% 通过。但门槛提高到差值超过 1,通过率降到 11.1%。

这意味着,严格门槛既在挑战生成模型,也可能漏掉真实的选择性信号。但作者没有回避这种取舍:他们选择更严的门槛推动方法进步,同时承认假阴性风险。 阈值本身也会改变结论的适用范围。

已知 PARP 选择性分子在不同阈值下的对接评价
已知 PARP 选择性分子在不同阈值下的对接评价;最右两列对应 66.7% 与 11.1%(图源:Rajaonson 等,SELECTBENCH 论文)

CDK9/CDK2 对照把边界照得更清楚。宽松门槛下,四个已知选择性分子的通过率为 75.0%,四个非选择性分子为 25.0%。但在严格门槛下,两组都变成 0.0%,这把尺子的分辨能力也随之受限。

因此,SELECTBENCH 更适合揭示现有模型在统一规则下的薄弱环节。但它还无法替代生成分子的实验活性谱。 对接之外,论文也补充了 Boltz-2 预测;换用另一种计算工具,并不会自动越过实验验证的边界。

已知 CDK9 选择性与非选择性分子的对照结果
已知 CDK9 选择性与非选择性分子的对照结果;严格标准化门槛下两组通过率均为零(图源:Rajaonson 等,SELECTBENCH 论文)

还有一层容易被排行榜遮住的筛选:分子通过基本有效性检查后,仍可能在配体准备阶段失败。但这些缺失没有被补生成:大规模任务中,MolForm 的失败率为 9.2%,PocketFlow 为 0.4%,最终计分样本并不完全对称。

作者也承认,当前任务没有覆盖变构位点,计算评分会偏离实验结果。但后续若只把目标分数继续做低,选择性的证据缺口仍会留下。 下一次模型宣称“更会设计药物”时,能否同时交出目标与脱靶的实测对照?

不同模型在配体准备阶段的失败率
不同模型在配体准备阶段的失败率;失败样本保留为缺失分数,不重新生成补齐(图源:Rajaonson 等,SELECTBENCH 论文)