剑桥大学用AI设计出可对抗所有冠状病毒的超级抗原疫苗,已完成人体试验。
人工智能首次被用来开发一种从根本上是全新的疫苗。剑桥大学的研究团队宣布,他们利用AI设计出了一种超级抗原,并已成功完成初步人体试验。研究人员表示,这是疫苗的关键有效成分有史以来第一次完全由人工智能自主设计,而非由人类科学家根据经验挑选或修改,标志着疫苗研发正在进入一个与过去截然不同的时代。
这种疫苗的设计目标十分宏大:同时对抗所有冠状病毒。这意味着它不仅覆盖新冠病毒的已知和未来变体,还囊括了目前在动物中传播、随时有可能跨越物种屏障引发下一次大流行的其它冠状病毒。研究仍处于早期阶段,但同一支团队已经在利用这个方法并行开发针对流感和埃博拉病毒的独立疫苗,为应对未来多种可能的大流行病原体做前瞻性的技术储备。
疫苗的基本原理是教会免疫系统识别感染的特征,从而提高身体击退病毒的概率。问题在于,许多病毒非常善于改变自己的外表,也就是突变,导致按照旧版本病毒设计的疫苗迅速过时。这正是为什么新冠疫苗需要不断更新以追踪新变体,也是为什么每年冬天的流感疫苗都必须重新配制。剑桥大学的Jonathan Heeney教授坦诚地说,我们总是处于落后的追赶状态,团队的目标是努力走在曲线前面,超前到足以保护人们抵御新的暴发或新的病毒。他将这种方法称作应对大流行准备工作的一次根本性转变。
常规疫苗的设计方法是直接取用当下正在流行的病毒毒株作为模板。剑桥团队走了一条完全不同的路。他们首先从大量冠状病毒的已知基因编码中收集素材,这些编码来自全球病毒监测项目长年追踪潜在威胁的数据库。接着,AI对这些海量基因信息进行了综合分析,然后自主设计出了一种所谓的超级抗原。这种人工设计的抗原可以训练免疫系统学会攻击整个病毒家族中的任何成员,无论病毒的表面蛋白将来如何突变,也无论新的冠状病毒从哪种动物身上跳到人类中。抗原是所有疫苗的核心,因为它就是免疫系统学习识别和攻击的具体对象。
Heeney教授表示,这是AI设计的抗原第一次真正进入人体进行试验,技术正在让我们所有人都感到惊喜,用AI为人类创造福祉的可能性令人叹为观止。在39名健康志愿者中进行的首轮试验主要用于评估疫苗的安全性,参与者对疫苗的耐受总体良好。另外一项规模扩大到约200人的第二阶段研究将更深入地了解疫苗是否有效地训练了免疫系统。研究结果在《感染杂志》上发表后,虽然数据显示疫苗对免疫系统产生的影响仍较温和,但这一初步验证已经在科学界激起了广泛期待。南安普顿大学的Saul Faust教授亲自参与了部分试验,他认为AI设计肯定是有潜力的,而且是真正令人兴奋的。牛津疫苗组主任Andy Pollard教授虽未直接参与此项研究,但他评价说这些数据很吸引人,人们此前不会预测到能产生这样的免疫反应。他还更宏观地指出,AI将全面改变疫苗研究的游戏规则,因为它有潜力预测免疫系统会对某种设计做出什么样的反应,这将使得疫苗开发速度大大加快,最终拯救无数生命。