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可能會出現何種變種;眾多潛在變種中，哪種會感染人類細胞以及是否會被免疫系統產生的抗體中和;哪種會成為未來的主流變種等，有望促進下一代抗體療法及疫苗的研發，為制訂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生物系統科學與工程系的賽·雷迪教授及其團隊，利用實驗室產生了大約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，通過疫苗接種、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并對這約100萬個變種的DNA進行測序，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。雷迪說：“沒有人知道接下來會出現哪種新冠病毒變種，我們能做的是識別未來變體中可能存在的關鍵突變，提前研發疫苗。”當新變種出現時，該方法還可以快速預測現有疫苗產生的抗體是否有效，由此加快與疫苗接種相關的決策過程。相關技術也適用于流感病毒等。(記者 劉霞)

關鍵詞： 瑞士科學家 新冠病毒 蘇黎世聯邦理工學院生物系統科學 機器學習模型