通过更好、更快的 AI 疫苗设计领先于大流行威胁

“100 天使命”以速度、规模和可及性原则为基础，让世界能够快速有效地做出反应，在流行病成为大流行之前将其遏制住。

这意味着与部署最新人工智能技术的合作伙伴合作，以提高疫苗开发的速度和成功率。

了解这将如何让世界在应对未来致命病毒威胁时抢占先机。
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值得庆幸的是，就目前而言，H5N1 禽流感病毒在鸟类中几乎总是致命的，而且在人类中通常也是致命的，它没有在人与人之间轻松传播所需的突变。

但是，如果发生这种情况，全球响应时间将至关重要。

因此，当人类感染 H5N1 禽流感病例开始在美国和亚洲部分地区出现时，流行病防范创新联盟决定测试一些科学界限，探索如何设计和制备一种新疫苗，如果病毒成为大流行威胁，它可以使世界领先于病毒。

这项工作包括一个项目，旨在研究如何使用人工智能技术来设计更好的 H5N1 免疫原——触发免疫反应的抗原蛋白，是疫苗的关键部分。

结果：利用尖端的人工智能技术，流行病防范创新联盟支持的科学家们重新构想了世界如何以及以多快的速度开发新疫苗来应对潜在的 H5N1 大流行威胁。

“我们所做的免疫原设计工作的全部目的是将其提升到一个新的水平，”CEPI 的 X 病项目负责人 Tim Endy 博士说。“我们不仅改变了修饰抗原的计算方面，还使用 AI 更好、更快地完成它。”

传统的疫苗设计通常从病毒的“野生型”毒株开始，即目前在鸟类、动物甚至人类中传播的病毒株。但是，正如 Endy 解释的那样，目前导致数百万鸟类死亡的 H5N1 毒株如果成为人类大流行的威胁，那么它很可能已经发生了变化——或者从科学角度来看发生了变异。

“基本事实是，目前的野生型毒株并不是会导致大流行的毒株。这是一种已经适应人类的未来菌株，可能会导致大流行，“他说。

这就是 AI 增强方法的用武之地——提供了一种快速的方法，不仅可以预测潜在的大流行导致突变，还可以设计出已经领先一步的免疫原。

“我们不仅为当前毒株设计更好的抗原，还为针对未来毒株的疫苗设计抗原。这就是对 H5N1 所做的。这些蛋白质是稳定的，因此它们对人类产生潜在的非常高水平的保护。它们已被修饰以表达蛋白质上比野生型蛋白质更好的免疫原的适当区域，并且它们包含未来菌株的重要结构。

使用根据免疫学和结构数据训练的人工智能模型设计和创建的新抗原更稳定、更有效，更重要的是，开发速度更快。现在准备好它们可以让科学家们抢占先机——使他们能够在速度至关重要的几天内制造出针对新型病毒或毒株的新疫苗。

这一成功的影响远远超出了 H5N1 禽流感。

为威胁人类的其他类型的病毒建立必要的科学知识库和人工智能模型是 CEPI 病毒家族方法的核心，以做好大流行准备并为 X 疾病做好准备——一种可能出现并成为大流行的假设未知病原体。

建立更快、更好地做到这一点的能力是 CEPI 的 100 天使命目标的核心，即将大流行疫苗的开发时间表缩短到仅 100 天。

除了 H5N1 抗原设计项目外，流行病防范创新联盟支持的科学家在其他几个病毒家族中也取得了类似的进展，包括 Arkavirus 家族——其中包括 Lassa 等病毒，它在西非频繁爆发时会导致出血热，以及 Junín，另一种引起发热的沙粒病毒1950 年代在阿根廷出现。这两种病毒都可以作为未来可能具有大流行潜力的 X 病沙粒病毒的所谓“示例”病原体。

其他家族包括副粘病毒（以尼帕为示例，并使用 AI 为整个家庭创建免疫原设计）和费努伊病毒（CEPI 支持的团队也为该家族创建了 AI 免疫原设计，并专注于一种称为严重发热伴血小板减少综合征病毒 （SFTS） 的示例病毒，该病毒在亚洲引起零星的致命疫情。

Endy 解释说：“对于 Lassa，我们现在有几种很好的抗原设计正在疫苗平台中进行测试，设计师花了三个月的时间来开发突变、分析和计算，以将抗原蛋白稳定为良好的免疫原。

“但是，由于生成的 Arenavirus 知识库，他们只用了三周时间就对 Junín 病毒做了同样的事情。由于这些准备工作，现在我们已经设计了 Arenavirus 家族中的 15 种病毒——因此，如果出现新的 Arenavirus 病毒，我们现在可以在几天或几小时内设计抗原，而不是几周或几个月。