Comparative analysis of adaptive immune repertoires at population scale is hampered by two practical bottlenecks: the near-quadratic cost of pairwise affinity evaluations and dataset imbalances that obscure clinically important minority clonotypes. We introduce SubQuad, an end-to-end pipeline that addresses these challenges by combining antigen-aware, near-subquadratic retrieval with GPU-accelerated affinity kernels, learned multimodal fusion, and fairness-constrained clustering. The system employs compact MinHash prefiltering to sharply reduce candidate comparisons, a differentiable gating module that adaptively weights complementary alignment and embedding channels on a per-pair basis, and an automated calibration routine that enforces proportional representation of rare antigen-specific subgroups. On large viral and tumor repertoires SubQuad achieves measured gains in throughput and peak memory usage while preserving or improving recall@k, cluster purity, and subgroup equity. By co-designing indexing, similarity fusion, and equity-aware objectives, SubQuad offers a scalable, bias-aware platform for repertoire mining and downstream translational tasks such as vaccine target prioritization and biomarker discovery.


翻译:群体规模适应性免疫库的比较分析受到两个实际瓶颈的限制:成对亲和力评估的近二次方计算成本以及掩盖临床重要少数克隆型的数据集不平衡性。我们提出SubQuad,一种端到端流程,通过结合抗原感知的近次二次方检索、GPU加速的亲和力核函数、学习的多模态融合以及公平约束聚类来解决这些挑战。该系统采用紧凑的MinHash预过滤显著减少候选比较,通过可微分门控模块自适应地按对加权互补的比对和嵌入通道,并采用自动化校准程序确保稀有抗原特异性亚群的比例代表性。在大型病毒和肿瘤库上,SubQuad实现了吞吐量和峰值内存使用率的显著提升,同时保持或改进了召回率@k、聚类纯度及亚群公平性。通过协同设计索引、相似性融合和公平感知目标,SubQuad为库挖掘及下游转化任务(如疫苗靶点优先级排序和生物标志物发现)提供了一个可扩展的、偏差感知的平台。

0
下载
关闭预览

相关内容

《分布外泛化评估》综述
专知会员服务
43+阅读 · 2024年3月6日
基于深度学习和传统打分函数的配体构象优化框架
专知会员服务
14+阅读 · 2023年1月9日
SemanticAdv:基于语义属性的对抗样本生成方法
机器之心
14+阅读 · 2019年7月12日
从Seq2seq到Attention模型到Self Attention(二)
量化投资与机器学习
23+阅读 · 2018年10月9日
从Seq2seq到Attention模型到Self Attention(一)
量化投资与机器学习
76+阅读 · 2018年10月8日
推荐算法:Match与Rank模型的交织配合
从0到1
15+阅读 · 2017年12月18日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
《分布外泛化评估》综述
专知会员服务
43+阅读 · 2024年3月6日
基于深度学习和传统打分函数的配体构象优化框架
专知会员服务
14+阅读 · 2023年1月9日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员