AI工具能預測冠狀病毒未來變種
有助促進新一代抗體療法和疫苗研發
【國際戰“疫”行動】
科技日報北京9月7日電 (記者劉霞)瑞士科學家研制出一種新型人工智能(AI)工具，可以預測包括新冠病毒在內的冠狀病毒未來變種，有望促進下一代抗體療法及疫苗的研發，為制定公共衛生政策提供重要參考。相關研究刊發于最新一期《細胞》雜志。
為了創建這一新型AI工具，蘇黎世聯邦理工學院團隊，在實驗室產生了大約100萬個新冠病毒刺突蛋白變種，它們攜帶不同的突變和突變組合。刺突蛋白會與人類細胞上的血管緊張素轉化酶2(ACE2)蛋白相互作用以感染人類，疫苗接種、感染或抗體療法獲得的抗體通過阻斷這一機制發揮作用。新冠病毒變體內的許多突變發生在該區域，這使病毒能夠逃避免疫系統并繼續傳播。
通過進行高通量實驗及測序，研究人員確定了這些變種如何與ACE2蛋白和現有抗體療法相互作用，揭示了單個潛在的變種可以感染人類細胞的程度，以及它們可以逃避抗體的程度。
隨后，研究人員利用收集的數據訓練機器學習模型，這些模型能夠識別復雜的模式——只給出一種新變體的DNA序列，就可以準確預測它能否與ACE2結合以感染和逃避中和抗體。最終機器學習模型可以用來預測數百億種理論上可能的變體，包括單突變和組合突變，遠遠超過實驗室測試的百萬種。
研究人員表示，新方法有助于開發下一代抗體療法，目前科學家們已經研制出了一些抗體，該方法可以確定哪些抗體具有最廣泛的活性，也有望促進下一代新冠肺炎疫苗的開發。