Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge đã hoàn thành thử nghiệm lâm sàng trên người đầu tiên trên thế giới đối với một thành phần vaccine được thiết kế hoàn toàn bởi trí tuệ nhân tạo. Thử nghiệm giai đoạn 1, bao gồm 39 tình nguyện viên khỏe mạnh, cho thấy kháng nguyên do AI tạo ra là an toàn và có khả năng kích hoạt phản ứng miễn dịch không chỉ chống lại SARS-CoV-2 mà còn cả các loại coronavirus ở dơi và SARS chưa từng lây sang người.
Làm thế nào một thuật toán đã tạo ra một kháng nguyên tốt hơn
Dự án được dẫn dắt bởi Giáo sư Jonathan Heeney từ Phòng thí nghiệm Viral Zoonotics của Cambridge và DIOSynVax (DVX) Ltd, một công ty con chuyên về vắc-xin được thiết kế bằng máy tính. Hệ thống AI của họ tiếp nhận dữ liệu trình tự gen từ hệ thống giám sát coronavirus toàn cầu, về cơ bản là đọc các bản thiết kế phân tử của mọi chủng Sarbecovirus đã biết đang lưu hành ở động vật và con người.
Từ dữ liệu đó, mô hình học máy xác định các đặc điểm được bảo tồn, những yếu tố cấu trúc giữ nguyên ổn định qua các chủng khác nhau ngay cả khi virus đột biến. Thay vì nhắm vào những phần của virus thay đổi nhanh chóng, AI tập trung vào những phần không thay đổi.
Kết quả là điều mà nhóm gọi là “siêu kháng nguyên”, một protein tổng hợp duy nhất được thiết kế để huấn luyện hệ miễn dịch nhận diện một họ rộng các loại coronavirus thay vì chỉ một biến thể cụ thể.
39 tình nguyện viên trong thử nghiệm là người lớn khỏe mạnh từ 18 đến 50 tuổi. Dữ liệu thử nghiệm được thu thập giữa tháng 12 năm 2021 và tháng 9 năm 2023, và kết quả đã được công bố trên Tạp chí Nhiễm trùng. Không báo cáo tác dụng phụ đáng kể, và vắc-xin đã kích hoạt thành công phản ứng miễn dịch chống lại nhiều loại coronavirus Sarbeco.
Tại sao điều này lại quan trọng ngoài phòng thí nghiệm
Đây là lần đầu tiên một thành phần vắc-xin được thiết kế bằng tính toán được thử nghiệm trên người. Mọi dự án thuốc hoặc vắc-xin được hỗ trợ bởi AI trước đây đều sử dụng học máy như một công cụ trong quy trình thiết kế do con người dẫn dắt. Thử nghiệm này đại diện cho trường hợp hệ thống AI tự mình kiến trúc thành phần miễn dịch cốt lõi.
Đội ngũ của Giáo sư Heeney về cơ bản đang cố gắng xây dựng một loại bảo hiểm đại dịch, nhằm bảo vệ chống lại các loại virus chưa lây sang người nhưng đang lưu hành trong quần thể dơi và có thể bùng phát bất kỳ lúc nào. Với việc SARS-CoV-1 xuất hiện năm 2002, MERS năm 2012 và SARS-CoV-2 năm 2019, mô hình này cho thấy sự lây truyền sang người của một loại Sarbecovirus khác không phải là câu hỏi “có hay không” mà là “khi nào”.
Điều này có nghĩa gì đối với bức tranh AI và công nghệ sinh học
Đối với giao điểm giữa AI và chăm sóc sức khỏe, thử nghiệm này là một minh chứng khái niệm sẽ được theo dõi sát sao. Ngành dược phẩm đã rót hàng tỷ đô la vào việc khám phá thuốc do AI hỗ trợ, với các công ty như Insilico Medicine, Recursion Pharmaceuticals và những công ty khác đang cạnh tranh để đưa các phân tử được thiết kế bởi AI qua các giai đoạn lâm sàng. Kết quả của Cambridge mang lại sự tăng cường độ tin cậy cho toàn bộ lĩnh vực, dù đây mới chỉ là dữ liệu giai đoạn 1 và sẽ cần thêm các thử nghiệm hiệu quả quy mô lớn hơn trước khi bất kỳ sản phẩm nào được đưa ra công chúng.