新冠、HIV变异极快，广谱中和抗体是疫苗、特效药关键；传统筛选耗钱耗时，旧AI只能看结合力、分不清中和效果。厦门大学原公卫院长夏宁邵院士团队，最新国自然登Cell子刊：
○自研ClonoDeep深度学习平台，不用抗原诱导，仅凭B细胞氨基酸序列就能批量挖掘强效广谱中和抗体。
○阐明HCDR3关键氨基酸调控中和广度的分子机制，突破性在未感染人群中发现新型HIV广谱中和抗体，打造跨病原体通用AI抗体挖掘完整方案。
本研究利用CoV-AbDab、CATNAP等公共抗体数据库，自研CNN-Transformer深度学习平台ClonoDeep，搭配生信软件与细胞、假病毒中和、冷冻电镜等实验，建立无需抗原免疫的广谱中和抗体高通量筛选体系，成功筛选强效新冠中和抗体并阐明关键突变机制，还从未感染HIV人群中发现全新 HIV 广谱中和抗体。
ClonoDeep模型综合性能评估
基于新冠、HIV两大标准数据集完成模型对照，新冠中和预测AUC=0.831，HIV预测AUC达0.905，MAE、相关系数等指标全面优于现有主流抗体预测工具；同源分组拆分方案有效规避序列数据泄露，泛化能力显著提升。（图 1）
图 1.抗体筛查的性能评估
新冠广谱中和抗体筛选及活性验证
从海量抗体序列中鉴定4类新冠公共克隆，筛选得到8株广谱中和抗体；代表抗体CT1-1 IC50低至0.34ng/mL，中和活性优于经典单抗S2E1，可广谱中和野生株及BA.2、BA.4/5、BF.7等奥密克戎变异株，AI预测高分样本体外中和阳性率83.3%。（图 2）
图 2 .通过ClonoDeep筛选的SARS-CoV-2中和抗体特性分析
抗体中和关键位点机制解析
冷冻电镜结合定点突变实验证实，HCDR3第107位His可提升跨毒株中和广度，109位Gly突变为Ala会产生空间位阻削弱中和能力，98位氨基酸不参与抗原结合，突变无功能影响，明确抗体亲和力成熟核心调控机制。(图 3)
图 3 .克隆型来源IGHV1-58 RBD 抗体亲和成熟关键位点的鉴定
非HIV人群新型广谱中和抗体挖掘
从无HIV感染史肺动脉高压患者免疫组库中，鉴定出3株全新HIV广谱中和抗体，可覆盖6大主流亚型及难中和Tier2毒株，分别靶向gp120 V3糖基、gp41 MPER保守表位，证实人体无需HIV暴露即可产生bnAb前体。（图 4）
图 4.采用ClonoDeep进行HIV-1广谱中和抗体的筛选与表征
本研究开发ClonoDeep深度学习平台，依托公共抗体数据库实现无抗原依赖的B细胞组库高通量bnAb挖掘，既阐明新冠抗体HCDR3关键突变调控中和广度的分子机制，又突破性从非HIV人群发现新型HIV广谱中和抗体，为抗病毒抗体药物与通用疫苗开发提供一体化AI筛选新方案。
原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42319828/
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