基于深度对比学习的错义变异表型预测

Phenotypic prediction of missense variants via deep contrastive learning

作者信息Jun Wen, Sihang Zeng, Clara-Lea Bonzel, Shilpa Nadimpalli Kobren, Jiangchuan Du, Yi Chai, Hao Wang, Meng Zhu, Siwei Chen, Fangwei Leng, Harrison G Zhang, Katherine P Liao, Kelly Cho, Isaac S Kohane, Marinka Zitnik, Alexandre C Pereira, Jun S Liu, Tianxi Cai
PMID41981312
发布时间2026-04-14
DOI10.1038/s41551-026-01636-4

摘要

错义变异(MVs)影响临床表型,但我们对其表型后果的理解仍受局限。现有的错义变异解释计算方法主要评估其致病性,而未考虑表型异质性。我们提出一种基于机器学习的方法PheMART,用于预测错义变异的临床表型后果。PheMART通过整合蛋白质语言模型、蛋白质-蛋白质相互作用、蛋白质结构域、医学知识图谱和电子健康记录等多重资源,实现了变异与表型特征的全面表征。利用对比学习技术,PheMART将错义变异与4,179种表型共同映射到连贯的低维度量空间,通过空间邻近性建立关联性表征。该方法在显著超越现有模型性能的同时,能通过精准定位临床诊断和致病性错义变异,有效辅助罕见病患者的诊断。作为面向学术社区的资源,我们提供了包含510万个推定致病性氨基酸改变的预测表型数据库。

实验方法