先把转运体抑制定义清楚

人福医药集团(Humanwell Healthcare (Group) Co., Ltd.)与武汉大学(Wuhan University)的研究者整合既有实验资料,预测胆盐输出泵(bile salt export pump,BSEP)是否受化合物抑制。原数据来自表达人的 BSEP 的膜囊泡等体系,用不同实验测量转运抑制;研究仅用较保守的阈值分为抑制与非抑制两类,没有把各实验的连续效力数值当作完全等价。

整理后,训练集含 827 个化合物,同来源测试集含 207 个;另有 80 个独立研发化合物组成外部验证集,其中 48 个为抑制剂、32 个为非抑制剂。外部数据没有参与训练、特征选择或参数优化,因此能检验同一文献数据随机拆分以外的表现。

内部反复验证,仍需保留独立测试

研究比较 4 类分子表征和 4 种分类算法,并用类别权重处理阳性、阴性样本不均衡的问题。Boruta 特征筛选用于减少输入维度,再检查这些筛选结果是否适合后续算法。

需要注意的是,特征先在完整训练集上选择,再进行内部反复交叉验证。因此,内部结果主要反映固定特征空间中的稳定性,不能充作完全无偏的样本外性能。论文把同来源留出测试与独立外部验证作为更重要的泛化检验。

BSEP 预测流程:训练数据制定特征规则和模型,测试与外部验证按同一规则独立评价。

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研究将文献资料拆为训练与测试集,另设独立化合物验证;特征规则只由训练数据确定。(Liu et al. / Frontiers in Pharmacology, 2026, Fig. 1;CC BY 4.0)

外部性能下降,筛选特征也未必总有帮助

在外部验证中,部分树模型结合 RDKit2D 描述符得到较好的结果,Matthews 相关系数(Matthews correlation coefficient,MCC)超过 0.65,受试者工作特征曲线下面积约为 0.87。但外部集合较小,多种组合的置信区间有重叠,结果不表示这类算法在所有化合物上普遍更优。

Boruta 的作用取决于分子表征与后续算法。有些树模型在降维后保持或改善性能,部分支持向量机组合却下降。研究因此没有把特征筛选当成必定提高预测准确性的步骤,而是同时考察性能和计算开销。

处于适用域内,也可能出现分布偏移

大部分外部化合物仍落在形式上的适用域边界内,但其分子大小、脂溶性等性质与训练集存在偏移。这解释了为什么“未超出边界”不代表预测条件与训练时相同;适用域分析需要与实际外部性能一起看。

该模型预测的是 BSEP 抑制这一机制相关风险。药物性肝损伤还涉及人体暴露、线粒体毒性、代谢物和其他转运过程。预测结果可用于优先安排实验确认,再结合实测抑制效力与暴露信息评价风险,而不能单独当作完整肝毒性结论。

来源与延伸阅读

  1. Frontiers in Pharmacology. Machine learning prediction of bile salt export pump inhibition with Boruta feature selection in imbalanced data. 2026-09-09. doi:10.3389/fphar.2026.1911283. ↗