論文の概要: Counterfactual Peptide Editing for Causal TCR--pMHC Binding Inference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.13256v1
• Date: Tue, 14 Apr 2026 19:40:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-16 20:38:32.275071
• Title: Counterfactual Peptide Editing for Causal TCR--pMHC Binding Inference
• Title（参考訳）: 因果TCR--pMHC結合推論のための偽ペプチド編集法
• Abstract要約: TCR-pMHC結合予測のためのニューラルネットワークは、ショートカット学習の影響を受けやすい。 本稿では,生物学的に制約された反事実ペプチド編集を生成するトレーニングフレームワークであるemphCounterfactual Invariant Prediction (CIP)を紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Neural models for TCR-pMHC binding prediction are susceptible to shortcut learning: they exploit spurious correlations in training data -- such as peptide length bias or V-gene co-occurrence -- rather than the physical binding interface. This renders predictions brittle under family-held-out and distance-aware evaluation, where such shortcuts do not transfer. We introduce \emph{Counterfactual Invariant Prediction} (CIP), a training framework that generates biologically constrained counterfactual peptide edits and enforces invariance to edits at non-anchor positions while amplifying sensitivity at MHC anchor residues. CIP augments the base classifier with two auxiliary objectives: (1) an invariance loss penalizing prediction changes under conservative non-anchor substitutions, and (2) a contrastive loss encouraging large prediction changes under anchor-position disruptions. Evaluated on a curated VDJdb-IEDB benchmark under family-held-out, distance-aware, and random splits, CIP achieves AUROC 0.831 and counterfactual consistency (CFC) 0.724 under the challenging family-held-out protocol -- a 39.7\% reduction in shortcut index relative to the unconstrained baseline. Ablations confirm that anchor-aware edit generation is the dominant driver of OOD gains, providing a practical recipe for causally-grounded TCR specificity modeling.
• Abstract（参考訳）: TCR-pMHC結合予測のためのニューラルモデルは、物理的な結合インターフェースではなく、ペプチド長バイアスやV遺伝子共起といったトレーニングデータにおける急激な相関を利用する。 このようなショートカットが転送されない場合、ファミリーホールドアウトおよび距離アウェア評価の下では、予測が不安定になる。 生物学的に制約された反ファクトペプチドの編集を発生させ、非アンカー位置での編集に不変性を行使し、MHCアンカー残基の感度を増幅する訓練フレームワークである \emph{Counterfactual Invariant Prediction} (CIP) を導入する。 CIPは,(1)非アンカー置換条件下での非分散損失ペナライズ予測変化,(2)アンカーポジション破壊条件下での大きな予測変化を促進させる対照的な損失の2つの補助目的により,ベース分類器を増強する。 CIPはAUROC 0.831とCFC 0.724を、非制約のベースラインに対するショートカットインデックスの39.7%の削減という挑戦的なファミリーホールトアウトプロトコルの下で達成している。 アブレーションは、アンカー認識編集生成がOODゲインの主要な要因であることを確認し、因果的なTCR特異性モデリングのための実践的なレシピを提供する。

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