AI 独立研发的流感疫苗,招募 240 位志愿者

免疫预防是减少流感危害的一种重要措施和手段,但是,由于疫苗研发周期十分漫长,流感疫苗更是需要针对病毒的突变进行新的研发,因此每逢流感爆发季节,流感疫苗常常供不应求。日前,史上第一个由人工智能研发的流感疫苗问世,AI 技术的介入不仅加快了研发进程,还改善了疫苗效果。

流感对于大家来说都不陌生,每逢换季时节,很多人都「难逃一劫」。但是,正是因为比较常见,所以它的危害性常常被我们忽视。

实际上,流感有着非常严重的杀伤力。

据新闻报道,自今年 6 月以来,缅甸全国已有 180 人确认感染甲型 H1N1 流感病毒,其中 31 人死亡。 

而澳洲近日也爆发了大规模流感疫情,仅新南威尔士州就有超过 2 万 1 千人确认感染这波病毒,当地医院和诊所几乎爆满。

我们先来认识一下杀伤力如此之强的流感。

流感不是流行起来的普通感冒

流行性感冒(简称流感)是流感病毒引起的急性呼吸道感染,也是一种传染性强、传播速度快的疾病。

流感病毒可分为甲(A)、乙(B)、丙(C)三型,其中,甲型病毒经常发生抗原变异,传染性大,传播迅速,极易发生大范围流行。2009 年全球性爆发的甲型 H1N1(也称猪流感)就是甲型流感的一种。

流感病毒看起来一点都不可爱

与普通感冒不一样,流感常常来势更为凶猛。普通感冒全身症状较轻,不发热或仅有低热,一般 3 至 5 天痊愈。

但是流感则比普通感冒起病急,发展快,全身症状较重,严重时甚至可以导致人死亡。据世界卫生组织数据显示,每年多达 65 万人死于季节性流感有关的呼吸系统疾病。流感死亡率通常为 0.01%,而新型流感病毒的死亡率会高达 6.77%.

普通感冒比较容易预防,而对于流感的预防,医生建议,最好的办法是在流感季节之前接种流感疫苗。

流感疫苗研发漫长且困难,常常供不应求

流感疫苗的研发并不容易。其研发最早由美国军方于 1940 年开发,1945 年首次上市。到 1958 年开始大规模应用。

新中国成立后,国内开始对疫苗的研制生产和接种高度重视,研发水平在 20 世纪末有了很大进步。

1959 年,国内某生物制品研究所在做流感活疫苗人体接种

2009 年 3 月,墨西哥爆发「甲型 H1N1 流感」。国内从 2009 年 5 月 11 日确诊首例至疫情结束,内地累计报告甲流感确诊病例 128033 例,死亡 805 例。

WHO 报告 2009 年实验室确诊 H1N1 病例和死亡人数的国家及地区

此次疫情之后,中国流感疫苗研发能力和水平取得进一步提升。

尽管研发能力不断提高,但流感疫苗却常常供不应求。而每每遇到流感季节,全球多个国家都会遇到流感疫苗短缺的情况。

冬季流感季节,多地儿童流感疫苗缺货,一「苗」难求

流感疫苗之所以动不动就缺货,有两方面原因。一是流感病毒突变很快,需要及时去开发相应的疫苗,通用疫苗在如今看来还是不可能的事;二是,疫苗与其他药物一样,它的的研发周期很长。

我们曾在文章 《许你健康长寿,机器学习让制药更智能》中介绍过,药物的研发周期长,成本高昂,十分花费精力。从平均情况来看,一种药物的研发需要花费 10 年,25 亿美元。

疫苗也不例外。疫苗的开发是一个漫长而复杂的过程,且成本很高。通常,一个疫苗从研发到上市,至少要经过 5 年甚至 20 多年漫长的研发历程。这个过程包括了解疾病及其抗原、评估抗原安全性并选择最佳候选疫苗、招募人员进行临床试验、注册审批、生产。

疫苗研发完成之后,还需要很长时间临床试验、生产

其他药物的研发也许可以一劳永逸,而流感疫苗则很难如此。因为流感病毒为 RNA,很容易发生突变,要做到通用疫苗困难重重。据美国 CDC(疾病预防控制中心)公布,随着流感病毒的迅速变化,新版疫苗每年需要开发两次。

第一个 AI 研发流感疫苗问世,应对流感爆发季

现在,在人工智能技术的帮助下,流感疫苗的研发进程被大大加快。

据 7 月 3 日英国媒体《每日电讯报》报道,澳大利亚弗林德斯大学的科学家们研发出了全球首个 AI 设计药物,这是一款由人工智能设计的新流感疫苗,名为「turbo-charged」(涡轮增压)。

这是史上第一次利用人工智能技术开发流感疫苗。据悉,目前这种疫苗已经进入人体试验阶段,试验在美国展开。「turbo-charged」疫苗的首席研究员,澳大利亚弗林德斯大学医学教授尼古拉彼得罗夫斯基表示,人工智能的使用加速了疫苗的发现过程,不仅大大降低了成本,还能够使研发出的疫苗更有效。

原本像 GSK(葛兰素史克,总部位于英国伦敦的全球第三大的制药、生物以及卫生保健公司)这样的大公司,开发时需要筛选出数百万种化合物,数千人连续工作 5 年才能研发出来的疫苗,由首彼得罗夫斯基带领的小型科研团队只用大约两年时间就开发出来了。

尼古拉彼得罗夫斯基在实验室进行疫苗研究

另外,在 AI 技术介入之下,「turbo-charged」疫苗的额外成分,能够刺激人体免疫系统,产生比普通疫苗更多的抗流感病毒抗体,从而使其更有效。

这些都是基于两种智能算法。科研团队利用了一套 「Sam」(萨姆)的计算机程序,教它学习识别现有研发疫苗的成功和失败案例,以判别疫苗对流感是否有效。

同时,他们又创建了另一套称作 「mad chemist」(疯狂化学家)的智能程序,能够创造出数万亿个虚拟化合物。

两套算法协同工作,从而提出有效的疫苗选项。

彼得罗夫斯教授还表示,使用人工智能的优势在于,它不仅可以加速研发过程,还可以找到最有效的化合物,AI 利用人工神经网络模仿人类大脑,识别模式并适应变化,它可以接收和处理比人类大脑更多的信息。

该研究由美国国家过敏和传染病研究所资助,目前正在招募约 240 名志愿者,并将测试他们对疫苗的免疫反应。

如果 AI 疫苗上市,你会打吗?

这项新流感疫苗的问世,对于预防和治疗季节性流感带来的健康问题具有重要意义。

人工智能技术已逐步用于临床决策,并被运用于药物设计的各个阶段,但目前还只是辅助功能。但是「turbo-charged」疫苗的成功研发,突破了人们对于人工智能在药物研发方面的认知。

今年 5 月底,澳大利亚流感爆发,流感疫苗紧缺

彼得罗夫斯教授表示,「这代表了一个新时代的开始,人工智能将在药物发现和设计中扮演越来越重要的角色。」

研究团队表示,如果「turbo-charged」疫苗后续能够突破所有的障碍,那么大约 3 年内,它就可以推向市场。彼得罗夫斯基教授还预测,20 年后人工智能将被常规用于药物开发。

「AI 制药」真的来了吗?我们期待 AI 开启一个低成本、高效果的时代。不过,如果 AI 研发的疫苗上市,你会去打吗?

—— 完 ——

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