AI揭示H5N1病毒免疫逃逸能力增强，全球公共卫生面临新挑战

利用人工智能工具，研究人员发现了H5N1禽流感病毒在进化过程中逐渐增强的免疫逃避能力。截至2025年6月，H5N1病毒已感染了全球多地的鸟类和哺乳动物，共导致70人感染，并在美国造成1人死亡。北卡罗来纳大学夏洛特分校（UNCC）的研究团队分析了数千种病毒蛋白，发现这些蛋白与保护性抗体的结合力在过去十年中显著减弱，病毒能够更有效地避开人类免疫系统的自然防御机制。 “病毒已经发生了显著的突变，和十年前看到的情况完全不同。”UNCC计算生物学家Colby T. Ford博士说，“它们甚至看起来都不一样了。”这种适应性变化增加了病毒大流行的可能性，过去的候选疫苗可能对当前的病毒株无效。“这可能导致非常严重的问题。” Ford与曾在该研究中担任本科生的Shirish Yasa合作，后者现在东弗吉尼亚医学院攻读研究生学位。他们在2025年的ASM Microbe年度会议上，即美国微生物学会年会，在洛杉矶展示了这一研究成果。研究团队首先收集了超过1800个H5N1蛋白质的数据，并使用AlphaFold 3，一种人工智能蛋白折叠系统，预测了这些病毒蛋白质的复杂结构。随后，通过基于物理的建模系统，他们测试了从人和小鼠身上采集的11种免疫抗体对这些蛋白质的结合情况。 研究结果显示，随着时间的推移，抗体的结合力正在逐渐减弱。“当我们观察到最新的病毒分离株时，抗体的防护效果明显下降。”Ford说。此外，研究团队还使用大规模数据集，试图将病毒的不同分支与特定的传播途径联系起来，揭示了不同分支在宿主间传播路径上的显著差异。 他们最近确定，一名在路易斯安那州死亡的H5N1感染者，感染了一个可以直接从鸟类传播给人类的病毒分支，而无需通过其他动物作为中间宿主。“这些分析显示了病毒如何找到逃脱免疫系统的方法，但同时也证明了AI和计算模型可以助力研究人员跟踪病毒的进化，并设计更有效的抗体。”Ford说。 研究团队提出了一种方法，利用新出现的病毒株的分子信息来设计高效、针对性的治疗方法。“我们能否根据这些新出现的病毒株生成新的治疗药物？答案是肯定的，我们可以借助建立的人工智能管道快速实现。”Ford表示。 业内人士认为，这项研究在利用AI和大数据技术追踪病毒进化方面展现出了巨大潜力，有助于开发更加精准的预防和治疗方法。北卡罗来纳大学夏洛特分校是一家在计算生物学和病毒学研究领域颇具影响力的机构，此次研究进一步巩固了其在这一领域的领先地位。