你敢信吗?完全由人工智能从零设计的冠状病毒疫苗,居然已经做完了人体第一阶段测试,这可是全球头一回。这次操刀测试的是剑桥大学孵化的创业公司DIOSynVax,一共找了39名健康志愿者完成接种,结果出来挺给人惊喜,没出现啥明显的副作用,安全性先闯过了第一关。免疫系统也确实对多种冠状病毒产生了反应,只是强度还不够理想,可这不影响这件事本身就是疫苗研发史上的新节点。

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现在市面上的传统疫苗开发,说穿了就是被病毒追着跑。新毒株出现,从拿到序列到设计抗原,再到做完试验量产,前前后后耗下来,病毒指不定已经变异多少次,之前忙活大半天直接前功尽弃。新冠疫情那会大家都深有体会,研究人员从早期原型株疫苗追到奥密克戎,一直赶不上病毒免疫逃逸的速度。

流感疫苗的尴尬更直观,世卫组织每年得提前好几个月预判当季流行毒株,一旦预判和实际流行的对不上,疫苗保护力直接打对折,很多人打了还是中招。这家公司不想再这么被动,换了个思路直接超前布局。

他们收集了全球监测网络攒下的所有沙贝病毒基因组数据,这里面不光有致病的新冠、SARS病毒,还有一大堆藏在蝙蝠等动物体内,还没传染给人但有潜在流行风险的病毒。AI把这些序列做了大规模比对和建模,提取出整个病毒家族共有的抗原特征,攒出了一个自然界根本不存在的“超级抗原”。

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这个超级抗原不针对任何一种现有真实毒株,相当于抓了整个病毒家族的“最大公约数”。它的目标就是训练人体免疫系统,识别不管怎么变都不会丢的病毒核心保守结构,以后哪怕病毒变异重组,只要核心结构不变,免疫系统就能认出它。

这次测试的pEVAC-PS疫苗,除了抗原是AI设计,细节上也有很多不一样的地方。它属于DNA质粒疫苗,不用传统针头注射,采用无针流体射流技术,靠微高压把疫苗直接推进皮肤组织。不光大规模接种的时候操作更方便,对恐针人群也太友好了。

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更重要的是,DNA架构比现在火的单链mRNA稳定太多,常规冷藏甚至常温就能长期保存,一下子就降低了对超低温冷链的依赖,偏远地区接种也不用愁运输的问题。这个超级抗原本身兼容性还特别强,这次一期只是选了DNA质粒当载体,以后放到mRNA、腺病毒载体或者重组蛋白里都没问题。

本次一期临床试验在英国两家临床中心完成,受试者是39名18到50岁的健康志愿者,采用剂量递增的试验设计。进人体测试之前,这款疫苗已经在动物试验里,展示出对多种冠状病毒不错的免疫应答。从目前结果看,安全性这块确实没毛病。

免疫原性的表现不算突出,属于温和且个体差异大的类型。但让人惊喜的是,疫苗不仅让志愿者体内产生了针对新冠的免疫应答,还能和SARS以及蝙蝠携带的沙贝冠状病毒产生交叉反应。这说明免疫系统真的识别到了不同冠状病毒之间的共通抗原,不是只能认某一种特定毒株。

研究者也说实话,这次试验没有观察到广泛又强劲的中和活性。也就是说,现在只知道抗体能认出多种冠状病毒的抗原,能不能真的阻止病毒入侵细胞起到保护作用,还没有确切答案。免疫应答偏温和,大概率和志愿者的既往接种史有关。

现在大部分人都打过新冠疫苗,基本不存在完全没接触过新冠免疫的“空白人群”。之前接种留下的免疫记忆,很容易干扰对全新抗原的反应,这种情况几乎没法避免。没参与研究的牛津疫苗组主任也说,这次的人体数据已经很有看点,可人类免疫系统经过多次感染和疫苗塑造,和实验室小鼠差别很大。

后续更大规模的人体试验,才是真正的大考。冠状病毒只是这家公司的第一个试验场,要是超级抗原的思路真的走得通,完全可以复制到其他高威胁病毒家族上,不少让全球公共卫生体系头疼的老对手,都已经被盯上了。

流感就是很典型的方向,现在每年都得换一次疫苗配方,全靠提前预判毒株,病毒变异快,很容易出现预判错配,保护力直接下降。这家公司做的通用季节性流感疫苗,也是靠AI筛选流感病毒家族跨亚型的保守结构,设计能覆盖多种毒株的超级抗原,想要打破年年换配方的死循环,目前已经进入动物试验阶段。

现在全球流行的高致病性H5N1禽流感,也是他们的研究方向。虽然目前H5N1还没获得人际高效传播的能力,但病死率超过50%,病毒学家都高度警惕真的发生变异的那一天,提前布局很有必要。还有埃博拉这类病毒性出血热,现有疫苗只覆盖特定分型,碰到其他分型的疫情就不够用。

他们也打算用AI提取整个埃博拉病毒属的保守特征,设计能覆盖多个分型的广谱抗原,真成了就能避免现在碰到新分型疫情无苗可用的窘境。当然这些方向都还在早期,离人体试验还有一段距离,这次冠状病毒一期的安全性数据,已经给整个技术平台做了初步的背书。

现在不止这家公司把AI用到疫苗研发核心环节,不少国内外的药企和初创都在尝试,疫苗巨头Moderna早就把AI用到mRNA平台的优化工作里了。不过大部分尝试都还是让AI当辅助,用来加速筛选优化已有方案。

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这家公司这次最大的不同,就是抗原本身就是AI从头设计的,自然界根本找不到对应的原生结构,直接把AI从辅助工具推到了设计者的位置。这条路最终能走多远,还得等接下来二期试验的数据出来才能见分晓。

参考资料:科技日报 AI设计疫苗完成全球首次人体试验