近日，谷歌旗下人工智能公司DeepMind將目光投向了人類(lèi)最艱難的敵人——癌癥。其團(tuán)隊(duì)利用AI算法，對(duì)4000多種已知藥物進(jìn)行了深度模擬分析，最終鎖定了一種名為Silmitasertib（CX-4945）的舊藥，預(yù)測(cè)它能顯著增強(qiáng)癌細(xì)胞的“抗原呈遞”能力，使隱藏的癌細(xì)胞被免疫系統(tǒng)重新識(shí)別并消滅。這標(biāo)志著AI正完整參與從生成假設(shè)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)到推動(dòng)臨床的科研核心過(guò)程。
谷歌DEEPMIND機(jī)房
此圖由AI生成，僅供參考
癌細(xì)胞的“隱身術(shù)”：免疫治療的瓶頸
癌癥免疫療法的核心是激活患者自身的免疫系統(tǒng)來(lái)攻擊癌細(xì)胞。關(guān)鍵在于，癌細(xì)胞表面有一種叫做MHC-I的分子，它能像“展示牌”一樣向免疫T細(xì)胞呈遞抗原信號(hào)。一旦T細(xì)胞識(shí)別出異常，就會(huì)發(fā)動(dòng)攻擊。但狡猾的癌細(xì)胞會(huì)抑制MHC-I分子的表達(dá)，從而“隱身”，讓免疫系統(tǒng)將其誤認(rèn)為健康細(xì)胞而放過(guò)。因此，如何逆轉(zhuǎn)這種“隱身術(shù)”，使癌細(xì)胞重新“現(xiàn)形”，成為科學(xué)界長(zhǎng)期探索的難題。
免疫T淋巴細(xì)胞模擬圖
此圖由AI生成，僅供參考
AI的創(chuàng)新策略：從“大海撈針”到“精準(zhǔn)制導(dǎo)”
傳統(tǒng)藥物篩選耗時(shí)耗錢(qián)，DeepMind的AI則采用了全新策略。它并不直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而是在計(jì)算機(jī)中模擬兩種不同的免疫環(huán)境來(lái)測(cè)試藥物：一種是更接近真實(shí)患者體內(nèi)的“免疫背景陽(yáng)性環(huán)境”；另一種是傳統(tǒng)的、簡(jiǎn)單的“免疫背景中性環(huán)境”。AI的篩選邏輯非常巧妙：只選擇在真實(shí)免疫環(huán)境下有效、而在簡(jiǎn)單環(huán)境中無(wú)效的藥物。通過(guò)這種“差異篩選”，AI在幾天內(nèi)完成了對(duì)4000多種藥物的模擬分析，而傳統(tǒng)方法可能需要數(shù)年。
“黑馬”藥物Silmitasertib：AI的意外之喜
在AI的篩選中，一款曾被邊緣化的舊藥Silmitasertib脫穎而出。它是一種十多年前研發(fā)的CK2激酶抑制劑，此前療效有限。
老藥Silmitasertib分子式
但AI模擬發(fā)現(xiàn)，在模擬的真實(shí)免疫環(huán)境下，它能顯著提升MHC-I分子的表達(dá)，完美契合“精準(zhǔn)有效”的標(biāo)準(zhǔn)。這意味著，Silmitasertib有望成為一種免疫治療增強(qiáng)劑，專(zhuān)門(mén)喚醒那些“隱身”的癌細(xì)胞。
AI作為“合作者”：生成全新的科學(xué)假設(shè)
最令人震驚的是，Silmitasertib能增強(qiáng)抗原呈遞這一發(fā)現(xiàn)，此前從未被任何文獻(xiàn)報(bào)道。AI并非從現(xiàn)有知識(shí)中“查找”答案，而是通過(guò)深度學(xué)習(xí)，主動(dòng)“提出”了一個(gè)全新的科學(xué)假設(shè)：CK2激酶可能參與調(diào)控抗原呈遞通路。這標(biāo)志著AI的角色從輔助“工具”轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛱岢鰟?chuàng)見(jiàn)的“科研伙伴”。由于Silmitasertib是“老藥”，其安全性數(shù)據(jù)已知，可大幅縮短研發(fā)周期、降低成本，有望在3-5年內(nèi)走向臨床應(yīng)用，而非通常的10-15年。
科研范式的革命：AI驅(qū)動(dòng)的智能科學(xué)新時(shí)代
這項(xiàng)工作帶來(lái)了科研范式的根本性轉(zhuǎn)變。在技術(shù)上，它引入了“雙背景對(duì)比篩選”等新方法；在方法論上，科學(xué)研究不再是單純由人類(lèi)提出假設(shè)，AI也可以成為“第一作者”，主動(dòng)生成假設(shè)，人類(lèi)隨后驗(yàn)證。這使得科學(xué)研究從“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”邁向“智能驅(qū)動(dòng)”。
小結(jié)
綜上所述，AI藥物重定位正在改變制藥業(yè)。大量曾被“淘汰”但安全的舊藥有望借此重獲新生。Silmitasertib未來(lái)或可與PD-1等現(xiàn)有免疫療法聯(lián)用，治療多種癌癥。DeepMind的這項(xiàng)成果不僅是技術(shù)勝利，更是科學(xué)發(fā)現(xiàn)方式的深刻變革。AI以驚人的效率發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)可能多年都難以洞察的聯(lián)系，使科學(xué)發(fā)現(xiàn)變得更快速、更高效，一個(gè)黃金時(shí)代正在到來(lái)。
參考來(lái)源：https://blog.google/technology/ai/google-gemma-ai-cancer-therapy-discovery/
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