导师沟通材料 / 本轮研究进展
DPP联合预测完整研究构想与首轮预实验
从研究背景、问题收敛、数据来源与协议审计,到模型实现、两种留出对照和可复核交付:这是一轮已经实施的研究探索,尚不是已验证有效的工具。
主动完成方案并接受实证检验,首轮未得到联合模型优势;结果、失败边界和优化限制均原样保留。下文“联合”指 DPP4/8/9 多靶点联合预测,不等于联合用药效果。
这一探索为条件化证据主线提供数据工程、算法实现与药学解释的实作材料,不替换两项临床研究卡,也不是新增已确定的博士课题。原始首轮归档完成了15项单元测试与20项模型保存回读检查;这些历史检查不等同于模型有效性验证。
严格协议匹配配对为 0。已核验原文数值的表观面板仍存在协议报告不完整;不能把来源相同视为实验条件等价,也不能从本结果推断临床疗效或安全性。
联合学习能否改善可辨识的表观选择性?
iPADD 使用分子指纹与机器学习预测潜在抗糖尿病候选分子,为这一构想提供相关研究背景。这里将问题收窄到三靶点 IC50 与 ΔpIC50:显式保留删失信息、核验配对证据,再比较联合模型与独立随机森林。不是 iPADD 性能复现,也不表示导师团队已确定开展此具体课题。iPADD 原论文
可计算终点
pIC50 = 9 − log10(IC50 / nM)。ΔpIC50 = pIC50(DPP4) − pIC50(脱靶酶)。正值仅表示该测定面板中的 DPP4 相对效力更高。
可检验而非预设优越
先按验证集效力 macro RMSE 选参数;测试集不调参。选择性终点单独报告。联合模型若落后于随机森林,同样完整保留。
所有模型,同一分区内使用相同测试行
以下点估计固定使用种子 20261025,非挑选最好种子或集成结果。效力 RMSE 单位为 pIC50;选择性 ΔMAE 单位为 ΔpIC50。二者衡量不同问题,不得互相替代。
骨架留出
该分区的效力结果:M1 · 精确值多任务、M2 · 删失感知多任务、M3 · 加表观配对约束 的 macro RMSE 高于随机森林(0.681),未显示效力优势。此结论不替代选择性评价。
| 模型 | 效力 macro RMSE ↓ | 表观配对 macro ΔMAE ↓ | 精确配对 n(8 / 9) | 三种子效力 RMSE SD |
|---|---|---|---|---|
| M0 · 独立随机森林 | 0.681 | 不可估计 | 2 / 0 | 单种子 |
| M1 · 精确值多任务 | 0.802 | 不可估计 | 2 / 0 | 0.000 |
| M2 · 删失感知多任务 | 0.874 | 不可估计 | 2 / 0 | 0.013 |
| M3 · 加表观配对约束 | 0.873 | 不可估计 | 2 / 0 | 0.009 |
逐靶点误差与分母
| 模型 | 靶点 | 精确测量行 | 化合物 | MAE | RMSE |
|---|---|---|---|---|---|
| M0 · 独立随机森林 | DPP4 | 331 | 317 | 0.689 | 0.935 |
| M0 · 独立随机森林 | DPP8 | 82 | 81 | 0.444 | 0.598 |
| M0 · 独立随机森林 | DPP9 | 35 | 34 | 0.420 | 0.508 |
| M1 · 精确值多任务 | DPP4 | 331 | 317 | 0.850 | 1.162 |
| M1 · 精确值多任务 | DPP8 | 82 | 81 | 0.477 | 0.637 |
| M1 · 精确值多任务 | DPP9 | 35 | 34 | 0.489 | 0.607 |
| M2 · 删失感知多任务 | DPP4 | 331 | 317 | 0.885 | 1.180 |
| M2 · 删失感知多任务 | DPP8 | 82 | 81 | 0.570 | 0.744 |
| M2 · 删失感知多任务 | DPP9 | 35 | 34 | 0.566 | 0.698 |
| M3 · 加表观配对约束 | DPP4 | 331 | 317 | 0.893 | 1.180 |
| M3 · 加表观配对约束 | DPP8 | 82 | 81 | 0.564 | 0.747 |
| M3 · 加表观配对约束 | DPP9 | 35 | 34 | 0.567 | 0.692 |
全部预定神经网络种子
| 模型 | 种子 | 效力 macro RMSE | 优化状态 |
|---|---|---|---|
| M1 · 精确值多任务 | 20261025 | 0.802 | 未收敛 |
| M1 · 精确值多任务 | 20261026 | 0.802 | 未收敛 |
| M1 · 精确值多任务 | 20261027 | 0.801 | 未收敛 |
| M2 · 删失感知多任务 | 20261025 | 0.874 | 未收敛 |
| M2 · 删失感知多任务 | 20261026 | 0.898 | 未收敛 |
| M2 · 删失感知多任务 | 20261027 | 0.869 | 未收敛 |
| M3 · 加表观配对约束 | 20261025 | 0.873 | 未收敛 |
| M3 · 加表观配对约束 | 20261026 | 0.894 | 未收敛 |
| M3 · 加表观配对约束 | 20261027 | 0.874 | 未收敛 |
表观配对覆盖与假选择性分母
| 模型 | 脱靶酶 | 全部配对 | 精确配对 | 阈值可辨识 | 不可辨识 | 假选择性 / 预测阳性且可辨识 | 比例 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M0 · 独立随机森林 | DPP8 | 6 | 2 | 6 | 0 | 0 / 2 | 0.000 |
| M0 · 独立随机森林 | DPP9 | 5 | 0 | 5 | 0 | 0 / 1 | 0.000 |
| M1 · 精确值多任务 | DPP8 | 6 | 2 | 6 | 0 | 4 / 6 | 0.667 |
| M1 · 精确值多任务 | DPP9 | 5 | 0 | 5 | 0 | 0 / 1 | 0.000 |
| M2 · 删失感知多任务 | DPP8 | 6 | 2 | 6 | 0 | 0 / 2 | 0.000 |
| M2 · 删失感知多任务 | DPP9 | 5 | 0 | 5 | 0 | 0 / 1 | 0.000 |
| M3 · 加表观配对约束 | DPP8 | 6 | 2 | 6 | 0 | 0 / 2 | 0.000 |
| M3 · 加表观配对约束 | DPP9 | 5 | 0 | 5 | 0 | 0 / 1 | 0.000 |
只使用 eligible_combined 表观层;strict 层均为 0。0/0 显示不可估计,不等于零风险。此处的假选择性不是临床安全性指标。
删失界限一致性(不是精确误差)
| 模型 | 删失行 | 化合物 | 严格关系一致比例 | 平均界限违反 |
|---|---|---|---|---|
| M0 · 独立随机森林 | 137 | 118 | 0.000 | 1.184 |
| M1 · 精确值多任务 | 137 | 118 | 0.123 | 0.839 |
| M2 · 删失感知多任务 | 137 | 118 | 0.702 | 0.182 |
| M3 · 加表观配对约束 | 137 | 118 | 0.702 | 0.176 |
来源家族留出
该分区的效力结果:M1 · 精确值多任务、M2 · 删失感知多任务、M3 · 加表观配对约束 的 macro RMSE 高于随机森林(1.279),未显示效力优势。此结论不替代选择性评价。
预定种子、ΔpIC50 ≥ 1 阈值、仅限可辨识标签;不是临床风险率。各脱靶酶有 11 条可辨识配对,精确值各仅 2 条。
| 模型 | DPP8 假选择性 / 预测阳性 | DPP9 假选择性 / 预测阳性 |
|---|---|---|
| M0 · 独立随机森林 | 9 / 9 | 11 / 11 |
| M1 · 精确值多任务 | 3 / 3 | 4 / 4 |
| M2 · 删失感知多任务 | 10 / 10 | 11 / 11 |
| M3 · 加表观配对约束 | 11 / 11 | 11 / 11 |
| 模型 | 效力 macro RMSE ↓ | 表观配对 macro ΔMAE ↓ | 精确配对 n(8 / 9) | 三种子效力 RMSE SD |
|---|---|---|---|---|
| M0 · 独立随机森林 | 1.279 | 2.674 | 2 / 2 | 单种子 |
| M1 · 精确值多任务 | 1.562 | 3.162 | 2 / 2 | 0.004 |
| M2 · 删失感知多任务 | 1.758 | 3.153 | 2 / 2 | 0.005 |
| M3 · 加表观配对约束 | 1.814 | 3.402 | 2 / 2 | 0.040 |
逐靶点误差与分母
| 模型 | 靶点 | 精确测量行 | 化合物 | MAE | RMSE |
|---|---|---|---|---|---|
| M0 · 独立随机森林 | DPP4 | 417 | 410 | 0.992 | 1.244 |
| M0 · 独立随机森林 | DPP8 | 64 | 64 | 0.860 | 0.962 |
| M0 · 独立随机森林 | DPP9 | 27 | 27 | 1.376 | 1.632 |
| M1 · 精确值多任务 | DPP4 | 417 | 410 | 1.387 | 1.792 |
| M1 · 精确值多任务 | DPP8 | 64 | 64 | 0.944 | 1.097 |
| M1 · 精确值多任务 | DPP9 | 27 | 27 | 1.393 | 1.798 |
| M2 · 删失感知多任务 | DPP4 | 417 | 410 | 1.386 | 1.761 |
| M2 · 删失感知多任务 | DPP8 | 64 | 64 | 0.800 | 1.089 |
| M2 · 删失感知多任务 | DPP9 | 27 | 27 | 1.849 | 2.424 |
| M3 · 加表观配对约束 | DPP4 | 417 | 410 | 1.441 | 1.854 |
| M3 · 加表观配对约束 | DPP8 | 64 | 64 | 0.859 | 1.148 |
| M3 · 加表观配对约束 | DPP9 | 27 | 27 | 1.886 | 2.440 |
全部预定神经网络种子
| 模型 | 种子 | 效力 macro RMSE | 优化状态 |
|---|---|---|---|
| M1 · 精确值多任务 | 20261025 | 1.562 | 未收敛 |
| M1 · 精确值多任务 | 20261026 | 1.571 | 未收敛 |
| M1 · 精确值多任务 | 20261027 | 1.562 | 未收敛 |
| M2 · 删失感知多任务 | 20261025 | 1.758 | 未收敛 |
| M2 · 删失感知多任务 | 20261026 | 1.745 | 未收敛 |
| M2 · 删失感知多任务 | 20261027 | 1.752 | 未收敛 |
| M3 · 加表观配对约束 | 20261025 | 1.814 | 未收敛 |
| M3 · 加表观配对约束 | 20261026 | 1.738 | 未收敛 |
| M3 · 加表观配对约束 | 20261027 | 1.721 | 未收敛 |
表观配对覆盖与假选择性分母
| 模型 | 脱靶酶 | 全部配对 | 精确配对 | 阈值可辨识 | 不可辨识 | 假选择性 / 预测阳性且可辨识 | 比例 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M0 · 独立随机森林 | DPP8 | 11 | 2 | 11 | 0 | 9 / 9 | 1.000 |
| M0 · 独立随机森林 | DPP9 | 11 | 2 | 11 | 0 | 11 / 11 | 1.000 |
| M1 · 精确值多任务 | DPP8 | 11 | 2 | 11 | 0 | 3 / 3 | 1.000 |
| M1 · 精确值多任务 | DPP9 | 11 | 2 | 11 | 0 | 4 / 4 | 1.000 |
| M2 · 删失感知多任务 | DPP8 | 11 | 2 | 11 | 0 | 10 / 10 | 1.000 |
| M2 · 删失感知多任务 | DPP9 | 11 | 2 | 11 | 0 | 11 / 11 | 1.000 |
| M3 · 加表观配对约束 | DPP8 | 11 | 2 | 11 | 0 | 11 / 11 | 1.000 |
| M3 · 加表观配对约束 | DPP9 | 11 | 2 | 11 | 0 | 11 / 11 | 1.000 |
只使用 eligible_combined 表观层;strict 层均为 0。0/0 显示不可估计,不等于零风险。此处的假选择性不是临床安全性指标。
删失界限一致性(不是精确误差)
| 模型 | 删失行 | 化合物 | 严格关系一致比例 | 平均界限违反 |
|---|---|---|---|---|
| M0 · 独立随机森林 | 327 | 267 | 0.054 | 1.298 |
| M1 · 精确值多任务 | 327 | 267 | 0.120 | 1.030 |
| M2 · 删失感知多任务 | 327 | 267 | 0.347 | 0.573 |
| M3 · 加表观配对约束 | 327 | 267 | 0.383 | 0.584 |
“表观配对”含预先批准的 partial-protocol 层,不等于严格协议一致。骨架测试没有合格 DPP4–DPP9 精确配对,因此双脱靶宏平均不可估计;来源测试每种配对只有 2 条,不能据此宣称泛化优势。
优化与方法预算
神经网络共 24 次拟合,0 次满足优化器收敛判据。未收敛记录不改称成功收敛;测试结果不触发主比较追加训练。
另有独立的训练集优化诊断:6 个检查点各追加最多 700 轮仍未收敛,未生成测试预测,也未替换上述主结果。它提示仍有优化余地,因此这里只能说固定预算下未获优势,不能断言多任务架构本身无效。
所有候选配置与优化终止状态
| 分区 | 模型 | L2 / 叶节点 | 种子 | 迭代数 | 收敛状态 |
|---|---|---|---|---|---|
| 骨架留出 | M0 · 独立随机森林 | 1 | 20261025 | 不适用 | 不适用(RF) |
| 骨架留出 | M0 · 独立随机森林 | 3 | 20261025 | 不适用 | 不适用(RF) |
| 骨架留出 | M1 · 精确值多任务 | 0.0001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 骨架留出 | M1 · 精确值多任务 | 0.001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 骨架留出 | M1 · 精确值多任务 | 0.001 | 20261026 | 300 | 未收敛 |
| 骨架留出 | M1 · 精确值多任务 | 0.001 | 20261027 | 300 | 未收敛 |
| 骨架留出 | M2 · 删失感知多任务 | 0.0001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 骨架留出 | M2 · 删失感知多任务 | 0.001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 骨架留出 | M2 · 删失感知多任务 | 0.001 | 20261026 | 300 | 未收敛 |
| 骨架留出 | M2 · 删失感知多任务 | 0.001 | 20261027 | 300 | 未收敛 |
| 骨架留出 | M3 · 加表观配对约束 | 0.0001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 骨架留出 | M3 · 加表观配对约束 | 0.001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 骨架留出 | M3 · 加表观配对约束 | 0.001 | 20261026 | 300 | 未收敛 |
| 骨架留出 | M3 · 加表观配对约束 | 0.001 | 20261027 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M0 · 独立随机森林 | 1 | 20261025 | 不适用 | 不适用(RF) |
| 来源家族留出 | M0 · 独立随机森林 | 3 | 20261025 | 不适用 | 不适用(RF) |
| 来源家族留出 | M1 · 精确值多任务 | 0.0001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M1 · 精确值多任务 | 0.001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M1 · 精确值多任务 | 0.0001 | 20261026 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M1 · 精确值多任务 | 0.0001 | 20261027 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M2 · 删失感知多任务 | 0.0001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M2 · 删失感知多任务 | 0.001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M2 · 删失感知多任务 | 0.001 | 20261026 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M2 · 删失感知多任务 | 0.001 | 20261027 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M3 · 加表观配对约束 | 0.0001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M3 · 加表观配对约束 | 0.001 | 20261025 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M3 · 加表观配对约束 | 0.001 | 20261026 | 300 | 未收敛 |
| 来源家族留出 | M3 · 加表观配对约束 | 0.001 | 20261027 | 300 | 未收敛 |
独立 RF:每靶点 200 棵树,叶节点候选 {1, 3}。多任务:32 维 tanh 隐层、3 输出、L2 候选 {0.0001, 0.001}、L-BFGS-B 最多 300 轮、3 个预定种子。M2 使用单侧删失损失;M3 再加入系数 0.25 的已核验表观面板配对约束。训练按化合物–靶点及靶点总权重平衡,不能据此消除实验异质性。
保留边界,也保留排除记录
原始记录 4,549 行,经质量、重复及结构过滤保留 3,883 行;拟合前再排除 137 行单位风险来源,以及 14 行原文数值/关系冲突或非独立借用参考记录,最终 3,732 行。原始输入保持不变。来源留出还排除跨来源共享身份;其训练、验证、测试分母不可与骨架留出直接混用。
| 留出设计 | 集合 | DPP4 精确 | DPP8 精确 | DPP9 精确 | 删失行 |
|---|---|---|---|---|---|
| 骨架留出 | 训练 | 1481 | 235 | 151 | 790 |
| 骨架留出 | 验证 | 318 | 24 | 11 | 137 |
| 骨架留出 | 测试 | 331 | 82 | 35 | 137 |
| 来源家族留出 | 训练 | 1351 | 190 | 80 | 651 |
| 来源家族留出 | 验证 | 240 | 67 | 71 | 52 |
| 来源家族留出 | 测试 | 417 | 64 | 27 | 327 |
骨架留出
按骨架与身份分组隔离;不同骨架仍可能高度相似,甚至出现相同的二进制指纹表示;测试可包含既有来源的未见骨架。回答的是结构外推问题。
来源家族留出
按文献/专利家族隔离,并排除跨集合共享身份。回答的是新来源域外推问题,仍不能等同前瞻实验验证。
上表为排除后的测量行数,不是独立化合物数或配对数;逐模型化合物数在结果详情中。删除上限/下限会损失证据,把界限当精确值则会引入伪精度。
这项原型能支持什么,不能支持什么
- 能够支持:可复现的数据筛选、协议审计、固定预算模型比较和失败案例定位。
- 不能支持:内在 Ki 选择性、患者级用药推荐、临床疗效、安全性或前瞻实验验证。
- 主要选择性终点覆盖有限:骨架留出缺少合格DPP9精确配对,来源留出仅两个化合物。表观面板精确配对极少;跨来源未知条件不能因为共同文献而升级。
- 10 倍选择性阈值仅为预定操作定义;不可解区间不标记为阴性。删失一致性不是精确效力准确率。
- 未实现校准的个体预测区间。这里的区间仅是评价指标重采样;固定测试集的化合物/骨架/来源簇 bootstrap 不包括分区选择、模型选择或未解决实验偏倚;小样本区间不是稳健泛化证据。
- 未来方案(尚未执行):最有价值的后续工作是补齐原文协议与单位映射、扩大独立可比面板,再考虑新增模型复杂度。
正式文件与可复核结果
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参考来源与复现说明
- Liu 等,iPADD,JCIM 2023:候选分子预测背景。
- Kang 等,2007,DPP4/8/9 选择性 3D-QSAR:三靶点选择性建模并非空白。
- Kim 等,2007,Triazolopiperazine-amides:原文面板与删失关系核验。
- 数据来源:ChEMBL 37;数据库数据许可 CC BY-SA 3.0。本页派生数值经历本地清洗、排除、分区及模型计算;派生数据按同许可提供,不暗示原作者背书。
复核版本时,请区分本页历史实验记录与当前源码包中的协议说明。历史结果记录的协议 SHA-256:47dbf07bbb1487e3859601d96ca7d9f11895d54c5796df4123d328bc3f444c45。
当前源码包 docs/PRESPECIFIED_PROTOCOL.md 的 SHA-256:336e9668793ded7870ae6504880e223c0c323aded6a211e649899449cce98124。两个值对应不同的文档记录,不应据此宣称文件逐字一致;重跑时以随包协议说明及新生成的运行记录为准。
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