劍橋大學的研究人員已完成首項完全由人工智慧設計的疫苗成分人體臨床試驗。這項第一期試驗涉及39名健康志願者,證明由人工智慧設計的抗原安全且能產生對SARS-CoV-2、SARS以及尚未感染人類的蝙蝠冠狀病毒的免疫反應。
一個演算法如何打造出更佳的抗原
該項目由劍橋病毒性人畜共患病實驗室及 DIOSynVax(DVX)有限公司的 Jonathan Heeney 教授領導,DIOSynVax 是一家專注於計算設計疫苗的衍生公司。其 AI 系統會接收來自全球冠狀病毒監測的基因序列數據,基本上讀取了所有已知 Sarbecovirus 毒株在動物和人類中傳播的分子藍圖。
根據這些數據,機器學習模型識別出保守特徵,即即使病毒發生突變,仍能在不同毒株中保持穩定的結構元素。與針對快速變化的病毒部分不同,AI 專注於保持不變的部分。
該輸出被團隊稱為「超抗原」,是一種專門設計的單一合成蛋白質,用於訓練免疫系統識別一整類冠狀病毒,而不僅僅是某一種特定變異株。
試驗中的39名志願者均為18至50歲的健康成年人。試驗數據於2021年12月至2023年9月期間收集,結果已發表於《感染雜誌》。未報告任何顯著副作用,且該疫苗成功誘發了對多種Sarbeco冠狀病毒的免疫反應。
為何這不僅限於實驗室範疇
這是首次在人類身上測試計算機設計的疫苗組成部分。以往所有使用人工智慧協助的藥物或疫苗項目,都是將機器學習作為人類主導設計過程中的工具。本次試驗則是人工智慧系統本身架構了核心免疫組成部分。
希尼教授的團隊基本上試圖建立一種疫情保險,以對抗尚未溢出至人類、但已在蝙蝠群體中傳播並隨時可能爆發的病毒。考慮到 SARS-CoV-1 於 2002 年出現、MERS 於 2012 年出現,以及 SARS-CoV-2 於 2019 年出現,這種模式表明,另一種 Sarbecovirus 的溢出僅是時間問題。
這對人工智慧與生物技術領域的意義
在人工智慧與醫療保健的交叉領域,此試驗是一項將受到密切關注的概念驗證。製藥產業已投入數十億美元於人工智慧驅動的藥物發現,包括 Insilico Medicine、Recursion Pharmaceuticals 等公司正競相將人工智慧設計的分子推入臨床試驗。劍橋的結果為整個領域帶來了可信度提升,儘管這僅是第一期數據,仍需進行更大規模的有效性試驗,才能讓任何產品進入公眾市場。
