论文

MAC-AMP:面向多目标抗菌肽设计的闭环多智能体协作系统

MAC-AMP: A Closed-Loop Multi-Agent Collaboration System for Multi-Objective Antimicrobial Peptide Design

智能体系统模型训练强化学习Agent 协作Agentic RL

摘要

为应对抗菌药耐药性这一全球健康威胁,抗菌肽(AMP)因对抗耐药病原体的强效潜力而受到探索。尽管人工智能(AI)正被用于推进 AMP 的发现与设计,多数 AMP 设计模型难以平衡活性、毒性和新颖性等关键目标,所用评分方法僵化或含糊,使结果难以解释和优化。随着大语言模型(LLM)能力快速进步与演化,我们转向基于此类模型的 AI 多智能体协作(multi-agent LLMs),其在复杂科学设计场景中潜力迅速上升。基于此,我们提出 MAC-AMP,一个面向多目标 AMP 设计的闭环多智能体协作(MAC)系统。该系统实现完全自主的模拟同行评审-自适应强化学习框架,只需任务描述和示例数据集即可设计新型 AMP。本工作的新颖之处在于引入了面向 AMP 设计、具跨域可迁移性的闭环多智能体系统,支持多目标优化且保持可解释而非“黑箱”。实验表明,MAC-AMP 通过对多个关键分子性质的有效优化超越其他 AMP 生成模型,在抗菌活性、AMP 相似性、毒性合规和结构可靠性上表现卓越。

MAC-AMP:面向多目标抗菌肽设计的闭环多智能体协作系统
图1:MAC-AMP框架。(a)从输入到输出迭代引导AMP设计的闭环工作流概览。(b)MAC-AMP流水线示意,展示其模块及模块间的交互。