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DrugAgent: Multi-Agent Large Language Model-Based Reasoning for Drug-Target Interaction Prediction

Created by
  • Haebom

저자

Yoshitaka Inoue, Tianci Song, Xinling Wang, Augustin Luna, Tianfan Fu

개요

본 논문은 약물-표적 상호작용(DTI) 예측을 위한 다중 에이전트 대규모 언어 모델(LLM) 시스템인 DrugAgent를 제시한다. DrugAgent는 조정자 기반 아키텍처를 DTI 영역에 적용하고, 머신러닝 예측, 지식 그래프, 문헌 증거 등의 도메인 특정 데이터 소스를 통합하며, 투명한 DTI 추론을 위해 Chain-of-Thought(CoT)와 ReAct(Reason+Act) 프레임워크를 통합한다. 키나제 억제제 데이터셋을 사용한 실험 결과, DrugAgent는 비추론 기반 다중 에이전트 모델(GPT-4o mini)보다 F1 점수에서 45% 향상된 성능(0.514 vs 0.355)을 보였다. ablation study를 통해 각 에이전트의 기여도를 분석하였으며, AI 에이전트가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. DrugAgent는 다양한 출처의 증거를 결합하여 상세하고 사람이 이해할 수 있는 추론을 제공하여, 임상 의사결정 및 규제 준수에 필수적인 예측의 근거를 이해하는 데 중요한 역할을 한다.

시사점, 한계점

시사점:
다중 에이전트 LLM 접근 방식을 통해 DTI 예측의 정확도 및 신뢰성 향상.
AI, KG, 검색 에이전트의 상호작용을 통한 투명하고 해석 가능한 추론 제공.
임상적 의사결정 및 규제 준수에 필수적인 예측 근거의 이해 가능성 확보.
기존 단일 모델 기반 접근 방식보다 향상된 성능.
한계점:
특정 키나제 억제제 데이터셋에 대한 평가로 일반화 가능성에 대한 추가 연구 필요.
사용된 데이터 소스의 질과 양에 따라 성능이 영향을 받을 수 있음.
다양한 질병 및 약물 타겟에 대한 일반화 성능 검증 필요.
더욱 복잡하고 다양한 생물학적 시스템에 대한 적용 가능성에 대한 추가 연구 필요.
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