Platforma

Platforma 是由 MiLaboratories 開發的一款端到端生物資訊學軟體應用平台，專為高通量抗體、TCR（T 細胞受體）以及胜肽發現研究而設計。

Platforma 同時涵蓋體外發現（in vitro discovery，包括噬菌體展示 phage display 與酵母展示 yeast display）以及體內發現（in vivo discovery，包括免疫化與單細胞分析），在一個統一、受管理且透明的白盒環境中，執行克隆型分析（clonotyping）、富集分析（enrichment analysis）、開發風險識別（liability flagging）以及結構聚類（structural clustering）。

Platforma 讓濕實驗（wet-lab）科學家無需依賴專門的計算生物學團隊，即可執行複雜的計算分析工作流程。

同時，平台能將原始 NGS 測序讀取資料轉換為經過排序篩選、具備多樣性與開發潛力的候選先導分子（lead candidates）。

Platforma 建立於 MiXCR 之上。MiXCR 是目前免疫組庫分析（immune repertoire profiling）領域最廣泛使用的工具之一。

Platforma 為不同研究需求提供專門設計的端到端發現解決方案。

體外抗體發現（In vitro antibody discovery）

分析噬菌體展示與酵母展示文庫，追蹤不同篩選輪次（panning rounds）中的富集變化，並將真正的結合分子（true binders）與快速增長但缺乏價值的伴隨克隆（passenger clones）區分開來。

體內抗體發現（In vivo antibody discovery）

解析天然重鏈/輕鏈配對關係（native heavy/light chain pairing），追蹤體細胞高頻突變（somatic hypermutation, SHM）直到胚系（germline），並將批量測序資料（bulk）、單細胞資料（single-cell）以及多組學資料（multi-omics）整合至單一決策矩陣中。

如何使用 Platforma

Platforma 可部署於使用者自己的基礎設施環境中（HPC 或私有雲）。

使用者可以選擇現有的生物分析模組，也可以依照實驗流程建立自訂分析模組。

註釋與克隆型分析（Annotation and clonotyping）

透過內建 MiXCR 引擎處理：

10x Genomics VDJ 輸出資料

單一 B 細胞測序資料

VHH/scFv/Fab 展示文庫

從而提取不同克隆型（clonotypes），並快速完成 V(D)J 基因註釋。

大規模克隆型聚類（Clonotype clustering at scale）

無需專門的計算生物學團隊，即可處理數百萬級 B 細胞免疫組庫序列。

利用 MMSeqs2 引擎，根據：

CDR 區域

框架區域（framework regions）

全長序列

將序列分類為不同功能家族。

此功能可確保最終獲得具備結構多樣性的候選先導分子組合。

文庫特徵分析（Library characterization）

透過篩選過程中的序列級指標，評估初始文庫的多樣性以及結構完整性。

譜系追蹤與 SHM 樹分析（Lineage tracing and SHM trees）

建立體細胞高頻突變（SHM）譜系樹，從共同胚系祖先追蹤抗體親和力成熟過程。

所有系統發育關係均可完全視覺化，而不是隱藏於黑盒邏輯之中。

富集分析（Enrichment analysis）

計算不同篩選輪次之間的富集倍數變化（fold-change）。

透過陰性對照資料，區分抗原特異性結合分子與快速增殖的伴隨克隆。

開發性評估與風險識別（Developability & liability flagging）

根據開發潛力自動對抗體候選分子進行排序。

在高成本濕實驗驗證之前，即可直接於序列層面識別結構與序列相關風險。

結構建模（Structure modeling）

生成抗體三維結構模型，用於評估互補決定區（paratope）表面特徵，並支援基於結構資訊的候選篩選。

候選先導分子優先排序（Lead prioritization）

將富集評分、風險指標以及聚類資料整合至單一工作空間。

透過互動式抗體空間地圖進行視覺化分析。

Platforma 核心功能

基於 MiXCR 錯誤校正技術的 V(D)J 基因組裝與克隆型分析

篩選輪次中的富集分析與 fold-change 計算，並支援陰性對照追蹤

可追蹤至胚系祖先的體細胞高頻突變（SHM）譜系樹分析

抗原特異性分析——將表面標誌物、流式細胞術資料以及抗原結合評分整合至免疫組庫資料中，實現功能驗證

互動式資料視覺化——透過動態圖表與 UMAP 展示完整抗體空間

基於預測表位的互補決定區（paratope）及三維結構聚類

用於降低開發風險的序列與結構風險註釋

整合富集資訊、風險因素、聚類結果與功能資料的候選先導面板篩選

主要應用場景

體外抗體發現

挖掘噬菌體展示與酵母展示技術產生的篩選資料，精準發現高親和力且穩定富集的結合分子。

體內抗體發現

透過分析天然免疫組庫，發現稀有且高親和力的治療候選分子。

利用可靠的系統發育譜系樹追蹤體細胞高頻突變（SHM），並結合單細胞多組學資料與天然重鏈/輕鏈配對資訊。

胜肽發現

追蹤胜肽展示文庫中的富集變化，識別具有多樣性與開發潛力的候選胜肽分子。

轉化醫學研究（Translational Research）

解析適應性免疫組庫，將 TCR/BCR 組庫訊號直接關聯患者臨床結果，並比較不同臨床隊列。

多組學分析（Multi-omics）

整合轉錄組資料與免疫組庫資料，發現新的細胞類型標誌物以及富集的功能通路。

Platforma 優勢

端到端無程式碼工作流程（No-code Workflow）

透過互動式使用者介面，無需程式設計即可完整執行整個發現流程。

十億級資料處理能力

針對大規模資料分析設計，可高效處理數十億級序列資料，同時避免計算瓶頸。

智慧化候選篩選

候選篩選流程同時完成過濾、評分與多樣性優化。

不同於簡單的「Top-N」排序方式（容易導致重複克隆被選中），Platforma 會從每個克隆家族中選擇最佳代表。

最終可一次性獲得：

高開發潛力候選分子

結構高度多樣化候選組合

優化後的先導分子集合

適應您的生物學需求，而不是讓研究適應系統

Platforma 根據專案生物學需求進行靈活配置。

支援：

VHH

基於 knob-in-hole 技術的雙特異性抗體

三特異性抗體

自訂結構支架（custom scaffolds）

同時支援複雜實驗設計，包括：

DMS

pH-switch selection

multi-arm panning

Tite-Seq

並可依照具體實驗流程進行配置。

如果目前不存在所需分析模組，MiLaboratories 科學團隊可以進行客製化開發。

完全透明——無黑盒分析

所有過濾規則、權重參數以及排序邏輯均可查看與編輯。

分析模組邏輯基於開源技術以及經驗證的標準化引擎建立，提供完全可稽核的分析環境。

在資料所在位置進行部署

Platforma 可以部署於使用者自己的私有雲環境或本地伺服器（On-premise）。

企業級資料主權（Data Sovereignty）是 Platforma 架構設計中的核心理念。