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🧬 BioLink Agent

License Python 3.10+ FastAPI

English | 繁體中文

一個專為生物醫學與基因體研究設計的 多智能體 AI 平台。BioLink Agent 能將自然語言問題轉化為針對多個科學資料庫的結構化查詢，收集實證，並彙整出附有引用來源的答案。

✨ 特色功能

  • 多智能體架構：CoordinatorAgent 將任務自動路由給專業領域 Agent（文獻、變異、基因體、路徑、蛋白質、疾病、dbSNP 等）。
  • 可插拔科學工具：原生支援 PubMed、NCBI ClinVar、dbSNP、Ensembl、UniProt，並提供超過 10 種可擴充的工具介面。
  • 通用 LLM 適配器：支援 Google Gemini、OpenAI 及 Anthropic Claude。
  • 非同步資料庫紀錄：透過 SQLAlchemy + aiosqlite 進行 SQLite 實證追蹤。
  • REST API：FastAPI 後端，可於 /docs 瀏覽 OpenAPI 互動文件。

🏗️ 系統架構

biolink-agent/
├── agents/          # CoordinatorAgent + 各領域專業 Agent
├── api/             # FastAPI 路由
├── core/            # LLM 適配器、設定
├── database/        # SQLAlchemy 模型、非同步資料庫
├── tools/           # 科學工具介面（PubMed、ClinVar 等）
├── main.py          # 應用程式進入點
└── tests/           # 測試套件

🚀 快速開始

系統需求

  • Python 3.10+

安裝步驟

git clone https://github.com/jhjhong/biolink-agent.git
cd biolink-agent

python3 -m venv venv
source venv/bin/activate
pip install -r requirements.txt

cp .env.example .env
# 編輯 .env 填入你的 API 金鑰

啟動 API 伺服器

source venv/bin/activate
python main.py

API 服務將運行於 http://localhost:8000

📡 API 說明

POST /api/query

提交自然語言生物醫學問題。

請求欄位：

欄位 類型 說明
query string 自然語言問題（支援英文與繁體中文）

回應欄位：

欄位 類型 說明
answer string 含佐證來源的彙整答案
plan array Agent 執行計畫（呼叫了哪些 Agent）
evidence_collected integer 收集到的實證數量

💡 使用範例

使用 curl

# 查詢基因的致病性變異
curl -X POST http://localhost:8000/api/query \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"query": "BRCA1 的致病性變異有哪些？它們的臨床意義為何？"}'

# 用 rsID 查詢 dbSNP
curl -X POST http://localhost:8000/api/query \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"query": "請告訴我 rs7412 在 dbSNP 的資訊"}'

# 用 VCF 座標查詢
curl -X POST http://localhost:8000/api/query \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"query": "染色體 8 位置 19962213 C>T 對應哪個 rsID？"}'

使用 Python

import httpx

response = httpx.post(
    "http://localhost:8000/api/query",
    json={"query": "rs7412 在全球族群的等位基因頻率為何？"}
)
result = response.json()
print(result["answer"])

自然語言查詢範例

查詢類型 範例問題
基因概覽 TP53 基因在 Ensembl 的座標為何？UniProt 上的蛋白質序列長度是多少？
rsID 查詢 rs7412 的變異類型、相關基因與等位基因頻率
VCF 座標 chr8:19962213 C>T 在 dbSNP 中是哪個變異？
臨床變異 BRCA1 在 ClinVar 中有哪些致病性（Pathogenic）變異？
藥物靶點 哪些藥物可以靶向 EGFR？請查詢 GWAS 和 DGIdb
蛋白質結構 取得 TP53 的 AlphaFold 結構並總結其功能域
訊號路徑 KRAS 參與哪些 Reactome 路徑？
組織表現量 BRCA2 在哪些組織中表現量最高？（Human Protein Atlas）
文獻搜尋 PubMed 中關於 CRISPR 治療鐮刀型細胞貧血症的近期論文

Agent 路由對照表

CoordinatorAgent 會自動根據問題選擇對應的 Agent：

Agent 資料庫 觸發時機
LiteratureAgent PubMed 論文、文獻查詢
VariantAgent ClinVar 致病性分類、ACMG 證據
DbSNPAgent dbSNP rsID、SNP/indel、VCF 座標查詢
GenomicsAgent Ensembl 基因座標、轉錄本
ProteinAgent UniProt, AlphaFold 蛋白質序列、結構
StructureAgent RCSB PDB 3D 結構、PDB 條目
PathwayAgent Reactome 生物訊號路徑
ExpressionAgent Human Protein Atlas 組織表現量
InteractionAgent STRING DB 蛋白質交互作用
OntologyAgent QuickGO Gene Ontology 詞條
ChemAgent PubChem, ChEMBL 化合物、藥物
PharmacogenomicsAgent DGIdb 藥物–基因交互作用
DiseaseAgent GWAS Catalog 疾病相關性
TaxonomyAgent NCBI Taxonomy 物種分類

⚙️ 環境設定

將 .env.example 複製為 .env 並填入以下設定：

變數名稱 說明
GEMINI_API_KEY Google Gemini API 金鑰
OPENAI_API_KEY OpenAI API 金鑰
ANTHROPIC_API_KEY Anthropic Claude API 金鑰
FRONTEND_URL 前端來源網址，用於 CORS 設定（例如 https://your-app.vercel.app）

🤝 參與貢獻

歡迎任何形式的貢獻！請閱讀 CONTRIBUTING.md 以了解我們的行為準則以及提交 Pull Request 的流程。

📄 授權條款

Apache 2.0 License — 詳見 LICENSE。