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predict — 即時 AlphaGenome Atlas 調控變異預測

mrnavax 工具組中的第 11 個工具。呼叫真正的 AlphaGenome Atlas API,對一個或多個變異的調控影響(AVI 分數)進行評分。 這是工具組中預設會發起即時網路呼叫的唯一工具;其餘全部在本地執行。

為何要獨立成一個 CLI 工具?

v0.25.1 版本加入了對 ALPHAGENOME_API_KEY 的輔助檔案自動偵測。 加上這個之後,透過即時 Atlas API 對一個變異進行端到端評分便成了一行可解。 predict 工具將這一行包裝起來,提供:

  • 單變異與 CSV 批次模式
  • 自動 API 金鑰解析(環境變數 / 輔助檔案)
  • 健全的子行程錯誤處理
  • 適合下游管線的 JSON 輸出

快速上手

單一變異

mrnavax predict --chrom chr7 --pos 140753336 --ref T --alt A --name BRAF_V600E

從 CSV 批次

name,chrom,pos,ref,alt
BRAF_V600E,chr7,140753336,T,A
KRAS_G12D,chr12,25245350,C,T
mrnavax predict --input variants.csv

輸出

{
  "n_variants": 1,
  "results": [
    {
      "name": "BRAF_V600E",
      "chrom": "chr7",
      "pos": 140753336,
      "ref": "T",
      "alt": "A",
      "score": 1.0,
      "classification": "high",
      "is_coding": true,
      "n_scorers": 19
    }
  ]
}

輸出欄位

欄位 型別 意義
score float in [0, 1] 19 個 Atlas 評分器的最大絕對差值,裁剪至 [0, 1]。值越高代表調控影響越大。
classification str in 標準 AVI 分箱(low < 0.34,moderate < 0.564,否則為 high)。
is_coding bool 若變異位置與 16kb 視窗內的 protein_coding 基因重疊則為 True。屬最佳近似;請視為提示而非精確註解。
n_scorers int 有回應的 Atlas 評分器數量(通常為 19)。

API 金鑰解析

shim 按下列順序自動解析 API 金鑰:

  1. api_key=... 明確指定(於 JSON payload 中——用於直接程式化呼叫)
  2. ALPHAGENOME_API_KEY 環境變數(CI 路徑)
  3. ~/projects/alphagenome-work/.alphagenome_key 輔助檔案(本地開發)
  4. ~/.alphagenome_key 替代位置

若以上皆未解析成功,shim 會以 exit code 1 結束,並在 stderr 回傳 "API key not configured"。

CLI vs. 程式化

程式化使用建議採 Python API:

import json, subprocess
from pathlib import Path

shim = Path("/path/to/mrnavax/_shims/alphagenome_cli.py")
proc = subprocess.run(
    [sys.executable, str(shim)],
    input=json.dumps({"chrom": "chr7", "pos": 140753336, "ref": "T", "alt": "A"}),
    capture_output=True, text=True, timeout=180,
)
result = json.loads(proc.stdout)
print(result["score"], result["classification"])

predict CLI 不過是這個子行程呼叫的薄包裝。

效能

  • 單一變異:約 3–5 秒(API 暖機後)。冷啟動首次呼叫可能約 30 秒。
  • 批次:循序執行;每個變異約 3–5 秒。內建未做速率限制處理; 若需處理上千個變異,請直接透過 Python API 並自行控制並行。

成本 / 配額

Atlas API 對學術用途免費(預覽階段);執行大批次前請查閱 最新的 Google AI Studio Atlas 條款。本工具組對配額不做任何聲明; shim 會原樣傳遞上游 API 回傳的結果。

predict 不是什麼

  • 不是致病性預測器:AVI 分數衡量的是調控影響,並非疾病成因。 若要做診斷性宣稱,請搭配 AlphaMissense(編碼變異)+ 臨床遺傳學詮釋。
  • 不是結構影響預測器:蛋白質結構 / 功能效應請使用 AlphaMissense。
  • 不是多基因風險分數:Atlas 報告的是單一變異的影響; PRS 需要彙整多個變異。

參考文獻

  • Avsec et al., "AlphaGenome: AI for genomics at scale", Nature 2026(DOI 待出版後補上)。
  • https://deepmind.google.com/science/alphagenome — 官方 API 文件。