卧槽,AI筛疫苗的速度把我看傻了:这帮科学家是要把病毒逼上绝路啊

凌晨三点四十七分。
旧金山某间实验室的灯光还亮着。
张博士盯着屏幕,手指不自觉地攥紧了咖啡杯。杯里的咖啡早就凉透了,但她完全没注意到。
屏幕上的数据在飞速跳动。
那是一组蛋白质折叠的模拟结果。
就在二十分钟前,她把一段病毒的刺突蛋白序列输入了系统,然后点了那个按钮。
她本来以为,至少要等到明天早上才能看到初步结果。
结果系统用了不到二十分钟,就把这段蛋白质的空间结构给预测出来了。
不止预测出来了,还给出了一百多种可能的结合位点,每一个都标注了概率和稳定性评分。
张博士盯着那些数据,突然笑了。
笑着笑着,眼眶就红了。
三年了。
三年前她刚加入Moderna的时候,团队还在为mRNA的序列优化焦头烂额。那时候筛一个候选疫苗序列,动辄要几个月。动物实验、细胞实验、一期临床、二期临床……每一个环节都在和时间赛跑。
疫情那会儿,她每天只睡四个小时,头发一把一把地掉。
现在呢?
现在她只要把序列往系统里一丢,AI就能在几小时内给她一个初步的筛选结果。不是那种模糊的、模棱两可的结果,而是精确到原子级别的结构预测和亲和力评估。
这种感觉太爽了。
真的。
就像从骑自行车直接换到了高铁。
而帮她实现这个跨越的,是DeepMind。
说起来你可能不知道,DeepMind和Moderna这次合作的消息,是在上个月悄悄放出来的。
没有发布会,没有铺天盖地的新闻稿,就是在几个学术会议上提了一嘴。
但懂行的人都知道,这事儿有多大。
DeepMind是什么?
就是那个做出AlphaGo、把围棋界杀得片甲不留的公司。
就是那个做出AlphaFold、解决了困扰生物学界五十年蛋白质折叠问题的公司。
这家公司去年发布的AlphaFold 3,直接把Nature给干沉默了。因为那篇论文的质量高到编辑都不知道该怎么审稿。
Moderna呢?
疫情那会儿全球第一款获批的mRNA疫苗,就是他们家的。
这俩公司凑一块儿要干啥?
答案很简单:让AI帮他们筛疫苗。
筛得更快。筛得更准。筛得更狠。
传统的疫苗研发是啥流程?
先合成一堆候选分子,然后在细胞上测试,看看能不能引发免疫反应。能在细胞上引发反应的,再拿动物做实验。能过动物实验的,再上临床。
每一步都在筛人。
每一步都要烧钱。
每一步都要等时间。
一款新疫苗从零到上市,传统路径平均要十到十五年。
十到十五年啊朋友。
等你把疫苗研发出来,病毒早都不知道变异成啥样了。
但如果AI介入呢?
情况就不一样了。
AI筛选疫苗的核心逻辑,其实跟人类科学家的思路是一样的。
都是要找到病毒身上最脆弱的那个点,然后针对性地开发武器。
只不过人类科学家靠经验和直觉,AI靠数据和算法。
打个比方。
病毒就像一个戴着面具的刺客。疫苗的任务,就是让免疫系统认住这个刺客的脸,以后再碰到就上去干它。
但问题在于,病毒这个刺客很狡猾。它会换面具。
阿尔法、贝塔、德尔塔、奥密克戎……
面具换得越来越勤。
传统研发方式是你换一个面具,我就重新认一遍。工作量大到离谱。
AI呢?
AI能直接看穿面具下面那张脸。
它不是在你换完面具之后再去认你,而是直接研究你的骨骼结构。就算你换了十层面具,你的骨骼结构不会变。
这就是AI在疫苗研发中最厉害的地方。
它不是在对症下药,它是在对因下药。
具体技术细节我给大家扒一扒。
这次合作的核心,是DeepMind把自己的蛋白质结构预测模型开放给了Moderna。
模型名字叫AlphaFold。
简单来说,这玩意儿能根据蛋白质的氨基酸序列,预测出它的三维空间结构。
听起来好像也没多厉害?
其实非常厉害。
蛋白质是由氨基酸组成的,而氨基酸的序列决定了蛋白质折叠成什么形状。这个折叠过程非常复杂,受无数因素影响。理论上,你知道序列就能推断结构,但实际上,这个推断极其困难。
有多困难?
这么说吧,在AlphaFold出现之前,全球最顶尖的结构生物学家,花几十年时间,也只能解析出不到二十万个蛋白质结构。
而且解析一个蛋白质结构,可能要好几年。
但人体内有多少种蛋白质?
超过两亿种。
微生物呢?病毒呢?
数量更多。
所以结构生物学一直是生物学的瓶颈。
直到AlphaFold出现。
2021年,DeepMind发布了AlphaFold 2,直接把人类已知的两亿多种蛋白质结构全给预测出来了。
免费公开。
全球随便用。
这事儿在当时轰动一时,但普通人可能没啥感觉。
不就是预测个蛋白质结构吗?
有啥了不起的?
这么说吧。
你可能不知道,FDA批准的所有药物里,超过九成都是作用在蛋白质上的。
不管是小分子药还是大分子药,它们的原理都是跟特定的蛋白质结合,从而调节人体的生理功能。
所以,了解蛋白质的结构,就等于拿到了打开药物设计大门的钥匙。
以前这把钥匙是木头的,费时费力还容易出错。
AlphaFold直接给你换成了钛合金的。
而且这把钥匙还能自己开。
你把序列输进去,结构就出来了。
不需要做实验。不需要养晶体。不需要等几个月。
这意味着什么?
意味着药物研发的整个范式都被改变了。
以前是你在黑暗里摸索,摸着石头过河。
现在是你有了手电筒,虽然不是所有地方都能照到,但至少你知道前面大概是个什么情况。
Moderna拿到这个工具之后,第一时间就把它用在了疫苗研发上。
mRNA疫苗的原理,是让人体细胞自己合成一段病毒的抗原蛋白,然后免疫系统识别这个抗原,产生抗体。
所以,疫苗序列的设计,直接决定了免疫系统能看到什么样的抗原。
如果设计得好,免疫系统能产生大量高效抗体。
如果设计得不好,可能打了跟没打一样。
传统做法是合成一堆候选序列,然后一个一个试。
成本高。周期长。效率低。
AI介入之后呢?
Moderna可以在计算机上模拟所有候选序列的结构和免疫原性,筛掉那些不太行的,保留最有潜力的几个,再去做实验验证。
这一下子就把研发周期从几个月压缩到了几周。
几周啊朋友。
以前你等一个实验结果,可能要一个季度。
现在你等一个AI模拟结果,只需要几天。
而且这还不是全部。
除了结构预测,AI还能干啥?
还能帮你优化序列。
mRNA疫苗有个关键问题,就是序列的稳定性。
mRNA分子很娇气,容易被降解。如果序列设计得不好,可能还没到达目标细胞,就已经被分解掉了。
以前解决这个问题,只能靠经验和试错。
现在AI能直接预测mRNA的二级结构稳定性,然后给你推荐最优的序列方案。
这相当于啥?
相当于你写代码,AI帮你review,还顺带给你优化性能。
而且这个AI不是那种只会说“建议修改”的敷衍review,它是真的能给你拿出具体方案的那种。
Moderna自己也在搞AI研发平台,叫mRNA Hero。他们把这些年积累的实验数据都喂给AI,让AI学习什么样的序列容易出问题,什么样的序列效果好。
DeepMind的模型加上Moderna的数据,这俩凑一块儿,你说能擦出多大的火花?
我跟你说,这个火花大到能把整个制药行业给照亮。
说真的,这几年AI在医疗领域的进展,看得我是眼花缭乱。
AlphaFold解决了蛋白质结构预测的问题。
AlphaGeometry解决了几何题证明的问题。
现在这些技术正在慢慢渗透到制药行业。
以前一个新药从研发到上市,要砸进去十几亿美元,耗时十多年。
现在呢?
AI能把前期的筛选和优化时间压缩到原来的十分之一甚至百分之一。
这意味着什么?
意味着以前只有大型药企才能玩得起的游戏,现在小公司也有机会参与了。
意味着以前只有富裕国家才能用得起的创新药,未来有可能普及到发展中国家。
意味着那些无药可用的罕见病患者,可能在有生之年等到自己的救命药。
这不是我瞎说的。
现在已经有AI辅助研发的药物进入临床试验阶段了。
比如英矽智能的ISM001-055,这是一款针对特发性肺纤维化的候选药物,从靶点发现到进入临床一期,只用了不到两年时间。
传统路径呢?
平均要四到六年。
你说这是不是革命?
当然,有人会说,AI再厉害,也只是个工具。最终还是要靠人来决策。
这话没错。
但问题是,这个工具太强大了,强大到你用它和不用它,完全是两个不同的世界。
打个比方。
以前你做数学题,只能用纸笔。聪明人可能算得快一点,但再聪明也要一步一步算。
现在你有了计算器。一样的题目,你用计算器,别人用纸笔,效率能差几十倍。
这公平吗?
好像不太公平。
但这就是技术的进步。
技术进步从来就不负责公平,技术进步只负责让人类社会的上限不断提高。
AI在制药领域的应用,就是这样一个不断抬高上限的过程。
凌晨四点半。
张博士终于把第一批筛选结果看完了。
系统给了她三个候选序列,每一个都标注了详细的评估报告。
她犹豫了一下,把结果发给了团队群里。
本来以为要等到明天才能收到回复。
结果消息刚发出去三分钟,李博士就回了。
“卧槽,这么快?”
后面跟着一串感叹号。
张博士笑了笑,回了一句:
“快就对了,这才哪到哪,以后更快。”
她说这话的时候,眼睛还盯着屏幕。
屏幕上,三个候选序列的结构模型正在缓缓旋转。
蓝色的氨基酸链,橙色的结合位点,绿色的预测免疫区域……
像一幅画。
一幅用数据绘成的画。
一幅可能拯救无数生命的画。
走出实验室的时候,天边已经泛起了一点鱼肚白。
旧金山的清晨很安静,路上几乎没什么车。
张博士深吸了一口气,感觉空气里有一点点凉意。
她突然想起三年前。
那时候她刚博士毕业,满脑子都是怎么用自己的所学做点有意义的事。
后来进了Moderna,天天加班加点,头发一把一把地掉,有时候也会怀疑自己在做的事情到底有没有意义。
但现在她不怀疑了。
看着那三个候选序列,想着它们可能变成几百万支疫苗,送到全球各地,保护那些素未谋面的人……
这种感觉,真的太爽了。
有人问我,AI到底能不能取代科学家?
我的答案是:不能。
至少在可预见的未来里,不能。
AI能做的,是帮科学家省掉那些重复性的、机械性的劳动。让科学家有更多时间去思考真正重要的问题。
一个好的科学家,不是会做实验的人,而是会问问题的人。
AI帮你做实验,但问什么问题,还是得靠你自己。
就像汽车让你跑得更快,但往哪儿跑,还是得你来决定。
这次Moderna和DeepMind的合作,给整个行业打了个样。
它告诉我们,AI不是来抢饭碗的,AI是来帮我们把饭碗端得更好的。
写到这儿,我想起了《人类简史》里的一句话。
尤瓦尔·赫拉利说,人类之所以能站在食物链顶端,不是因为我们跑得最快、力气最大,而是因为我们善于协作。
一个人打不过狮子,但一群人可以把狮子关进动物园。
以前是人和人协作。
现在是人和AI协作。
未来,可能是人机融合的超级协作。
每一次重大的技术革命,都会重塑人类协作的方式。
火的使用,让人类从食物采集者变成了食物生产者。
文字的发明,让知识可以跨时空传播。
印刷术的出现,让启蒙思想传遍欧洲。
互联网的普及,让地球变成了地球村。
而AI呢?
AI可能会成为人类历史上最强大的一种协作伙伴。
它不是工具,也不是替代者,它是一个能跟人类并肩作战的伙伴。
一个永远不会疲惫、永远不会懈怠、永远在学习进步的伙伴。
有这样的伙伴,人类能走多远?
我不知道。
但我知道,我们正在见证历史。
一个AI与人类共同书写的历史。
好了,今天就聊到这儿。
这篇文章花了我一整晚,写得我是热血沸腾。
真的,写这种科技进展类文章,最爽的就是能把那些高大上的技术,用人话讲出来,让更多人知道。
科学不应该是少数人的专利。
技术进步的红利,应该让每个人都能享受到。
这就是我做这个号的初心。
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夜雨聆风