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2023-12-19 
商湯用AI篩選抗體藥物已在新冠、流感、艾滋等病毒上得到驗證
近日舉行的中國人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟（AIIA）第十次全體會議暨2023年通用人工智能創(chuàng)新發(fā)展論壇上，發(fā)布了“2023AIIA人工智能十大先鋒應(yīng)用案例”。商湯科技智慧醫(yī)療團隊與復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院合作的“基于深度學(xué)習(xí)算法模型的抗原—抗體中和效應(yīng)預(yù)測”項目榜上有名。這個項目的成果DeepAAI算法模型無須知道抗原和抗體的結(jié)構(gòu)，就能預(yù)測抗原—抗體中和作用，從而加速新的治療型抗體藥物發(fā)現(xiàn)過程。
AIIA是在國家發(fā)改委、科技部、工信部、網(wǎng)信辦指導(dǎo)下，由中國信息通信研究院等單位發(fā)起的行業(yè)組織。為推動我國人工智能技術(shù)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，甄選具有高價值、標(biāo)桿性、真落地的行業(yè)典型應(yīng)用實踐，今年10月，AIIA啟動了“2023人工智能十大先鋒應(yīng)用案例征集”活動。經(jīng)過2個月的征集評審，從百余項案例中評選出十大先鋒應(yīng)用案例。
入選的“基于深度學(xué)習(xí)算法模型的抗原-抗體中和效應(yīng)預(yù)測”項目聚焦生物制藥領(lǐng)域，研發(fā)團隊基于大規(guī)模氨基酸序列的方法預(yù)測抗原—抗體中和效應(yīng)，開發(fā)出DeepAAI這一能預(yù)測抗原—抗體相互作用的深度學(xué)習(xí)算法模型。據(jù)介紹，抗體由人體免疫B細胞產(chǎn)生，具有中和作用。抗體與抗原結(jié)合后，能使抗原失去原有的功能，從而防止細胞被抗原侵害。
科學(xué)家研究抗體與抗原的中和作用，通常要在生物實驗室進行“濕實驗”，包括噬菌體展示、酶聯(lián)免疫吸附實驗、假病毒實驗等。以酶聯(lián)免疫吸附實驗為例，每個抗體都要用酶標(biāo)記，需要投入大量的資源和時間，特別是在面對未知抗體時，科研人員無法預(yù)測它們與抗原的中和作用。
為了開發(fā)準(zhǔn)確、快速的計算方法，對抗原—抗體的中和作用進行初步篩選，從而減少“濕實驗”的盲目性，商湯通過計算機“干實驗”率先提出了DeepAAI深度學(xué)習(xí)算法模型。它能從已知抗體中學(xué)習(xí)未知抗體的表征，進而構(gòu)建出兩個分別連接抗體和抗原的自適應(yīng)關(guān)系圖。在此基礎(chǔ)上，科研人員可以推薦針對病毒新變種的廣譜抗體。
由于不需要知道抗原和抗體的空間結(jié)構(gòu)，這項研究成果能幫助科學(xué)家完成治療型抗體的初步篩選，并估算衡量藥物誘導(dǎo)凋亡的數(shù)值，讓后續(xù)開展的“濕實驗”更有針對性。
據(jù)悉，DeepAAI已在艾滋病、新冠、流感、登革熱等多種病毒的未知抗體上驗證了性能，相關(guān)研究成果已形成論文《通過自適應(yīng)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測未知抗體的中和性》，發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然—機器智能》上。
這一方法可推動科研人員便捷地將病毒和抗原樣本遷移應(yīng)用到其他病毒或抗原上，為新病毒或抗原篩選高活性抗體，進一步實現(xiàn)AI技術(shù)輔助大分子藥物篩選和設(shè)計的科研新范式。近年來，商湯科技在生物制藥領(lǐng)域持續(xù)研發(fā)，已覆蓋藥物發(fā)現(xiàn)、臨床前研究、多組學(xué)研究等多個環(huán)節(jié)，推動醫(yī)藥行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。
（文章來源：上觀新聞）
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