人工智能已被用于开发一种"根本性创新"的疫苗,研究人员表示,这种疫苗可以保护人们免受大范围病毒侵害并预防大流行病。
剑桥大学的研究团队表示,这是首次完全由人工智能设计疫苗的关键成分,然后在人体上进行试验。
该疫苗被设计用于应对所有冠状病毒,包括所有新冠病毒变种以及目前感染动物但有可能引发下一次大流行病的病毒。
这项工作仍处于早期阶段,但研究团队已经在开发能够应对流感和埃博拉病毒的独立疫苗。
疫苗教会我们的身体如何识别感染,从而提高我们抵抗感染的几率。
但有些病毒擅长改变其外观——或突变——因此疫苗可能很快过时。这就是为什么新冠和冬季流感疫苗需要定期更新。
剑桥大学的乔纳森·希尼教授表示:"我们总是处于落后状态,我们试图做的就是走在曲线前面",这样就能提前预防新的疫情爆发或大流行病。
它是如何工作的?
通常,疫苗是使用病毒的当前毒株设计的。
剑桥研究人员从监测计划记录的一系列冠状病毒中获取了已知的基因密码——生命的指令手册——这些监测计划旨在寻找潜在的病毒威胁。
这些基因密码由人工智能分析。然后,人工智能设计了一种"超级抗原",可以训练免疫系统,使其能够对整个病毒家族提供保护——即使病毒发生突变或新的感染从动物传播给人类。
抗原是疫苗的关键组成部分,因为免疫系统学习攻击的就是这个部分。
希尼表示,这是首次在人体上试验由人工智能设计的抗原。他说这项技术"让所有人感到惊讶",并且"令人惊叹的是,我们可以用它为人类福祉做些什么"。
希尼告诉BBC新闻:"这关乎制造保护我们的疫苗,不仅保护我们免受当前病毒的侵害,还保护我们免受可能导致下一次疫情或疾病的影响。"
"这是我们准备应对大流行病方式的根本性转变。"
在39人身上进行的试验旨在评估此类疫苗是否安全。第二项研究——涉及约200人——将更深入地了解它对免疫系统的训练效果。
《感染杂志》详细报道的研究发现,该疫苗对免疫系统的影响"有限",但仍然引起了人们的兴奋。
南安普顿大学进行部分试验的索尔·福斯特教授表示,AI设计"确实有潜力"并且"非常令人兴奋"。
他告诉BBC:"真正有趣的是,当病毒不断变化时,这项技术在设计潜在大流行病疫苗方面要好得多。"
剑桥团队已经在对不需要每年调整的通用季节性流感疫苗进行动物研究,以及H5N1禽流感疫苗,以防目前正在毁灭鸟类种群的病毒演变成人类大流行病。
他们还在研究针对病毒性出血热的疫苗,这将包括埃博拉病毒。刚果民主共和国当前的疫情是由一种尚未开发出疫苗的病毒引起的。
牛津疫苗集团主任安迪·波拉德教授虽然没有参与这项研究,但表示这种方法在动物研究中正在产生令人信服的证据。
他告诉BBC新闻:"这是令人着迷的数据,人们不会预料到他们能够产生这些免疫反应。"
他表示,真正的考验是人体试验中会发生什么,因为我们的免疫系统与实验室小鼠不同,我们的免疫系统是由多年的感染塑造的。
更广泛地说,他表示人工智能将成为疫苗研究的"游戏规则改变者",AI工具有潜力预测免疫系统将如何响应疫苗,使开发过程更快,并将"拯救生命"。
国家健康与护理研究所科学总监玛丽安·奈特教授表示:"这种由AI设计的'超级抗原'试验的显著成功,标志着我们在提供广泛、持久的病毒保护能力方面取得了关键性飞跃。"
科学大臣瓦兰斯勋爵表示:"这是另一个英国科学成功的故事,这是我们如何将研究专业知识与AI结合起来提供新治疗方法的一个绝佳例子。"
"随着首批人体试验显示积极结果,这项工作可能有助于加快疫苗的推广,使全世界人民长期受益。"
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