2026-09-16
OmegAMP按电荷疏水长度做条件扩散;去新86%达MIC≤2μM,小鼠中motif肽与左氧氟沙星同幅降菌。
抗菌肽靠电荷贴上带负电的细菌膜、靠疏水性插入双层,再靠长度撑起二级结构。生成模型大多只按「活不活」粗标,或生成后再过滤,控不住这三项,更控不住LPS结合、DNA扰动这类短motif。HydrAMP一类的analog生成也不能把analog的物化谱相对原型钉死。
缺的是可编程:指定净电荷、平均疏水性和长度,必要时锁住功能残基,再让周围序列去凑抗菌活性。OmegAMP把这三件事放进同一个条件扩散框架。
每条肽被编成残基级6维向量:疏水性、等电点、α螺旋倾向、跨膜倾向、选择性,外加padding。旁边一根条件向量写目标活性、电荷、长度和平均疏水性。训练时把肽嵌入逐步加噪,去噪网络按条件向量还原;推理时从噪声迭代去噪,再解码成氨基酸序列。
三种生成轨迹:
条件可以全空(从学到的AMP分布采样)、手填目标区间,或从原型抄物化谱再用σ放松。训练时条件向量随机mask,所以推理时三项可以任意组合。Analog和motif可以叠用。
湿实验测了215条肽:95条去新、59条来自6个无活性原型的analog、50条motif保留设计,外加11条原型和多黏菌素B、左氧氟沙星对照。筛选指标是20株菌上MIC≤2μM的覆盖、中位MIC₅₀、溶血HC₅₀和HEK293细胞毒性CC₅₀。
去新95条里,90条(95%)至少对一株菌MIC≤4μM,82条(86%)到MIC≤2μM。对大肠杆菌MIC≤2μM是45/95,对照AMP-Diffusion 8/35、Joker 0/12、CLaSS 0/21。Ω-DP-52在20株里18株MIC≤2μM(含MRSA和万古霉素耐药粪肠球菌),溶血测不到(HC₅₀>128μM),但CC₅₀只有2.0μM。Ω-DP-19对五株耐药革兰阴性都到MIC≤2μM,HC₅₀>128μM,CC₅₀=19.8μM。革兰阳性整体弱:枯草芽孢杆菌81%达到MIC≤2μM,其余致病株大多扛住。
Analog这边,59条相对原型保持≥60%序列相似,50/59至少对一株菌MIC≤2μM,家族命中从5/10到10/10。原型家族解释了外膜通透、溶血和细胞毒性的大部分方差:以外膜破坏为主的肽,哺乳动物毒性明显更低。
Motif组:40条LPS结合analog全部MIC≤2μM(39条打到MDR株);10条亮氨酸拉链(bZIP)改造里7条获得抗菌活性,6条打到MDR。皮肤创伤模型里,Ω-AMT-cecropin-4和cecropin-1在第2天把鲍曼不动杆菌负荷降3.4和3.2 log₁₀,多黏菌素B是3.0 log₁₀。全身大腿感染第8天,蛋白酶更稳的Ω-MT-bZIP-8降3.4 log₁₀,与左氧氟沙星持平;Ω-AMT-pa4-1降2.4 log₁₀。
条件控制上,OmegAMP-DT在电荷、长度、疏水性三约束同时满足时成功率超过90%,无条件采样大约70–80%。
这是渐进但可操作的一步:物化量能写成条件,motif能钉死,analog会把没写进条件的膜机制和安全性一起继承。做肽药的人可以先筛「外膜主导破坏」的原型,再在电荷-疏水格子里扩类似物,而不是生成一堆再事后过滤。体内两条路径都有对照药对标,不是只停在MIC表。
代价也清楚:革兰阳性覆盖差,细胞毒性仍要事后测。模型本身不条件化毒性。
Analog结论绑在≥60%相似地板上;bZIP大约30%同源只是个旁证,没有系统扫低相似区间。膜机制只在鲍曼不动杆菌ATCC 19606的MIC浓度上用NPN和DiSC₃(5)读,没有做到MIC以上,也没有做到没有LPS外膜的革兰阳性。条件向量没有残基间距和疏水面几何,而圆二色谱显示这些局部特征同样影响效力。20株面板不含慢生长和胞内病原;动物只有皮肤和大腿。毒性、蛋白酶稳定性和耐药倾向都还没进条件。