【科技創(chuàng )新世界潮】

◎本報記者　張佳欣

人體由約30萬(wàn)億個(gè)細胞構成，每個(gè)細胞每秒發(fā)生近10億次化學(xué)反應。一分鐘內的生命活動(dòng)規模如此龐大，以至于“百億億次”這樣的數值也僅能描述其冰山一角。

近年來(lái)，科學(xué)家不斷深入探索細胞內部，從細胞核到基因組，逐步揭示微觀(guān)世界的復雜性。他們發(fā)現，大多數人類(lèi)疾病并非單一因素導致，而是源于錯綜復雜的生物網(wǎng)絡(luò )共同作用。面對浩瀚的生命數據，傳統方法難以應對。如今，人工智能（AI）正成為破解這一難題的關(guān)鍵。

讀懂“生命語(yǔ)法”

AI正以一種突破性的視角重新解讀生物學(xué)：它將蛋白質(zhì)序列視為一種可被解譯的語(yǔ)言。

正如自然語(yǔ)言由字母和標點(diǎn)組成，構成細胞、骨骼和肌肉的蛋白質(zhì)，是由一串串氨基酸組成。生物學(xué)家發(fā)現，大型語(yǔ)言模型同樣可用來(lái)識別氨基酸鏈中的潛在規律。

美國Dyno醫藥公司首席執行官埃里克·凱爾西克坦言：“我曾認為蛋白質(zhì)復雜到無(wú)法理解。但數據中自藏秩序，譬如哪些氨基酸可置于衣殼的特定位置?，F在，我們可利用AI自動(dòng)分析數據，發(fā)現人類(lèi)難以發(fā)現的規律?！痹摴菊肁I設計病毒衣殼，以實(shí)現更安全、高效的基因療法。

AI的高效分析能力意味著(zhù)，像Dyno這樣的公司可開(kāi)發(fā)用于罕見(jiàn)病的基因療法載體。若AI能為每個(gè)人定制基因療法，醫療將真正走向個(gè)性化、規?；?。長(cháng)遠來(lái)看，從心臟病到肥胖，任何與基因相關(guān)的疾病都有望被重新定義。屆時(shí)，人們將不再視基因組為既定命運，而是可編輯的“生命腳本”。

尋找生命“暫停鍵”

若AI能解讀生命，它是否也能幫人類(lèi)存留生命？

60多年來(lái)，科學(xué)家一直在嘗試安全冷凍人體，以待未來(lái)科技將其喚醒。如果能安全地冷凍和解凍生物組織，醫療領(lǐng)域將迎來(lái)巨變。例如，器官可冷凍儲存用于移植，絕癥患者可冷凍待治愈后復活。

由前谷歌大腦科學(xué)家馬克·伍德沃德創(chuàng )立的生物科技初創(chuàng )公司W(wǎng)ake　Bio正利用機器學(xué)習開(kāi)發(fā)可實(shí)現全身冷凍保存的技術(shù)。其重點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)“抗凍保護劑”，即一款在冷凍和解凍過(guò)程中保護細胞完整性的化學(xué)混合物。

抗凍保護劑的成分組合近乎無(wú)限，AI可從億萬(wàn)候選分子中篩選最優(yōu)解，并在虛擬環(huán)境中完成測試?！拔覀儗?shí)驗結果反饋給模型，它提出新假設、預測結果，循環(huán)迭代，不斷逼近可行方案?！蔽榈挛值陆忉尩?。

這種“數字實(shí)驗”模式正席卷生命科學(xué)領(lǐng)域，人類(lèi)提出方向，AI執行推演?？茖W(xué)家的角色，正從操作者轉向AI的引導者。

　加速科學(xué)發(fā)現

Wake和Dyno的AI模型用于非常具體的任務(wù)，而非營(yíng)利研究機構“未來(lái)之屋”的目標更宏大。

“人類(lèi)基因組有兩萬(wàn)個(gè)基因，你既無(wú)力全部研究，也難以記住所有發(fā)現?！薄拔磥?lái)之屋”首席執行官塞繆爾·羅德里格斯說(shuō)，“我們需要的是能自主思考、假設和驗證的AI?！?/p>

“未來(lái)之屋”致力于通過(guò)AI代理加速科學(xué)研究，其AI模型能夠分析生物數據，生成新的科學(xué)假設，并通過(guò)數字化實(shí)驗驗證假設。這些過(guò)程所需的時(shí)間和成本僅僅是人類(lèi)科學(xué)家的零頭。

今年5月20日，該機構演示了一套多智能體科學(xué)發(fā)現工作流程，旨在實(shí)現自動(dòng)化科學(xué)流程的關(guān)鍵步驟，并確定了一種新的治療干性年齡相關(guān)性黃斑變性的候選藥物。6月，該機構發(fā)布了ether0，這是一個(gè)240億字節的開(kāi)放權重AI化學(xué)推理模型。

他們開(kāi)發(fā)的一系列AI科學(xué)代理，已能處理實(shí)驗數據、查閱文獻、設計實(shí)驗流程、預測分子互動(dòng)。尤其在新藥研發(fā)這樣高成本、長(cháng)周期、跨學(xué)科的領(lǐng)域中，此類(lèi)系統有望將原本數年的決策壓縮至秒級，大幅降低新藥成本，可更快惠及患者。

逆轉衰老時(shí)鐘

深耕這一領(lǐng)域的美國Retro生物科技公司，試圖用AI破解衰老密碼。

該公司首席執行官喬·茨—拉克魯瓦受到蛋白質(zhì)語(yǔ)言模型的啟發(fā)，認為類(lèi)似技術(shù)可推廣至更多生物數據研究中。其團隊專(zhuān)注于細胞衰老方面，這一過(guò)程伴隨蛋白質(zhì)功能失調，最終引發(fā)癌癥、阿爾茨海默病等與年齡相關(guān)的疾病。逆轉衰老，需洞察細胞如何調度數以百萬(wàn)計的蛋白質(zhì)，而這遠非人力所能及。

與OpenAI合作，Retro開(kāi)發(fā)出能理解蛋白質(zhì)機制的生成模型，并借此改良“山中因子”（一組可令細胞重編程、回歸年輕狀態(tài)的基因），使其重編程效率最高提升50倍。一旦廣泛應用，細胞重編程技術(shù)或可讓人體在生物學(xué)上實(shí)現年輕化，延緩甚至逆轉衰老進(jìn)程。

然而，AI亦帶來(lái)“黑箱”難題，畢竟無(wú)人能逐步解釋其決策機制，這令許多人感到不安。

目前，人們仍然可選擇觀(guān)望，但隨著(zhù)AI不斷融入醫學(xué)，它正逐漸成為不可回避的力量?；蛟S在不久的將來(lái)，當面對AI提供的治療方案時(shí)，人們不只是“不得不嘗試”，而是會(huì )把它視為延長(cháng)生命、改善健康的新契機。