人工智能(AI)在寻找COVID-19治疗方法的过程中已成为一种强大的工具。
今年1月,BenevolentAI发现一种治疗类风湿性关节炎的药物,可能对这种新型冠状病毒具有治疗作用。目前,该药物正在全球范围内的大规模试验中接受测试。
人工智能模型和算法可在寻找新兴疾病潜在药物线索的过程中节省时间和资金。
COVID-19的突然出现和迅速蔓延令各国政府和社会措手不及。在各国重新启用大流行应对预案、全力抗击病毒之际,人们清楚地认识到,我们需要加大研发力度,并找到更好的方法,以挖掘针对新兴疾病的有前景的治疗方法。
人工智能(AI)已被证明是这场斗争中的有力工具。
在大流行期间,速度至关重要。尽管科学家以破纪录的速度完成了新型冠状病毒基因序列的测定并研发出诊断检测方法,但针对该病毒的药物和疫苗研发仍是一场持久战。
人工智能能够通过对所有可用的生物医学数据和信息进行推理,系统性地搜寻现有已获批的药物,从而加快这一进程——在全球等待疫苗的同时,这是帮助患者的关键一步。
机器擅长在快速变化的环境中处理数据,这意味着可以利用机器学习系统,使其充当不知疲倦且不带偏见的超级研究员。
这不仅仅是理论。今年1月下旬,伦敦BenevolentAI的研究人员利用其专有的人工智能模型和算法平台检索科学文献,发现一种已确立的、每日服用一次的关节炎药物可能用于治疗COVID-19。相关研究结果发表于两篇论文中,分别刊载于《柳叶刀》和《柳叶刀·传染病》,这与我们根据威康信托基金会(Wellcome Trust)的承诺所作出的努力一致,即迅速且公开地分享我们与冠状病毒相关的研究成果倡议。
这一发现源于一项由计算机驱动的探索,旨在寻找兼具抗病毒和抗炎特性的候选药物,因为在COVID-19重症病例中,正是人体过度活跃的免疫反应可能造成严重且有时致命的损害。
该药物巴瑞替尼目前由礼来公司(Eli Lilly)销售,用于治疗类风湿性关节炎。如今,借助人工智能,该药物正与美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)合作,在一项大型随机对照试验中接受COVID-19相关测试,并与吉利德科学公司(Gilead Sciences)的抗病毒药物瑞德西韦联合使用,后者近期已获得COVID-19紧急使用批准。礼来公司现已在南美洲、欧洲和亚洲启动了其独立的巴瑞替尼COVID-19治疗试验。

用于识别巴瑞替尼的系统实际上并非专为发现现有药物的新用途而设计,而是旨在发现和研发新药——这表明人工智能有潜力在数量不限的生物实体之间发掘新颖的见解和关联。在COVID-19这样的危机中,显然应当从已获批的药物中进行筛选,这些药物可以在疫苗获批并能在全球供应链中充分供应之前,为大规模临床试验做好准备。
人工智能的长远前景远不止于COVID-19。
BenevolentAI的愿景是全面大幅提升制药研发效率,并通过在生物学新领域进行预测,拓展药物发现的边界。目前,约一半的后期临床试验因药物靶点无效而失败,只有15%的药物能从中期2期试验推进至获批。
该公司利用由化学、生物学和医学研究及信息构成的“知识图谱”,其人工智能机器学习模型和算法能够识别医学领域目前尚未知晓的潜在药物线索,且速度远超人类。尽管此类系统永远无法取代科学家和临床医生,但它们能够同时节省时间和资金。此外,机器学习所采用的无偏见方法意味着此类平台能够发现传统研究可能忽略的线索。
该项工作已促成公司内部针对肌萎缩侧索硬化症(ALS)、溃疡性结肠炎和特应性皮炎的项目,并与合作伙伴开展了针对进行性肾脏和肺部疾病以及胶质母细胞瘤等难治癌症的项目。
机器解决复杂生物学难题的速度超过人类专家,这促使越来越多的大型制药公司增加对人工智能药物研发的投资。
人工智能也正被应用于医学的其他领域,例如医学影像分析。这既包括长期以来针对癌症扫描的研究,也包括近期利用计算机算力从胸部X光片中识别COVID-19的更多努力,其中包括开放获取的COVID-Net神经网络。
毫无疑问,COVID-19给全世界敲响了警钟。此次疫情似乎可能是日益频繁的流行病模式的一部分,而这一模式正由我们高度互联的现代世界所助长。因此,随着病毒从动物传播至人类并在全球范围内迅速扩散,医学专家们已做好准备,应对未来几年可能出现的更多此前未知的“X病”威胁。
技术助长了新冠病毒、SARS和寨卡病毒等病原体传播的世界格局。但以人工智能形式出现的技术,同样能为我们提供反击的武器。



