埃博拉 病毒-有用資訊在Dcard、Ubereats、foodpanda上的重點整理

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李開復 Kai-Fu Lee
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AI 能否幫助人類從根源上預防疫情?

在「AI 2041」一書中,我和科幻作家陳楸帆創造性合作,暢想了 20 年後在人工智能等科技影響下的人類世界。

書中的 10 個短篇故事,展示了一系列的未來場景 —— 身臨其境的沉浸式娛樂方式、自如使用人類語言的虛擬伴侶、 沒有“司機”的完全自動駕駛汽車、能夠以假亂真的照片和視頻,以及基於量子計算、計算機視覺和其他 AI 技術的展開應用……

在《無接觸之戀》故事發生的時代,人類社會已經被疫情徹底改變——直到最後,新冠病毒(COVID-19)也沒有被徹底消滅,相反,它進化成了一種長期存在的、不斷變異的季節性病毒。

這當然只是一種虛構的情境。然而,在經歷了一次新冠肺炎疫情之後,不論這種病毒今後會如何變異,可以確定的是,AI 將重塑整個醫療行業,例如加快疫苗和相關藥物的研發,加速 AI 診斷與現有醫療手段進行技術集成的進程,等等。

那麼,新冠病毒如何推動這些技術的發展?

我們現在對人工智能醫療的關注尤其及時,因為醫療行業正在數字化,而這將產生人工智能顛覆醫療所需的大量數據。 2042 年當我們回顧,我們可能會看到過去20年醫療領域是AI顛覆最大的行業。

■ 傳統藥物及疫苗研發

長期以來,藥物及疫苗的研發都是一件極其耗時、成本高昂的工作。想像一下,人類用了 100 多年時間,才完成了腦膜炎疫苗的研製和改進。而在這次新冠肺炎疫情中,正是因為各國政府把史無前例的巨額資金投入多條研發賽道,支撐了大量的臨床試驗和量產嘗試,醫藥企業的疫苗研發才推進得如此迅速。

在等待了一年之後,我們終於用上了安全有效的新冠疫苗。好在新冠病毒的致死率沒有那麼高,這樣的等待才顯得可以接受。然而,如果新冠病毒進化成一種像埃博拉一樣致命的傳染病,情況就會變得完全不同。因此,考慮到未來可能出現新的傳染病,疫苗和藥物的研發速度仍然需要繼續提高。

研發藥物時,第一步先要理解病毒蛋白質(氨基酸序列)是如何折疊成獨特的 3D 結構的。理解這種 3D 結構,對解讀病毒的工作原理並找到對抗它的方法至關重要。例如,就像鑰匙插入鎖孔中一樣,新冠病毒表面的刺突蛋白可以附著在人體細胞表面的受體上。當新冠病毒侵入人體細胞後,新冠病毒基因組(新冠病毒的 RNA)將被傳遞、整合到宿主細胞上,然後在許多器官中不斷複製,從而導致感染者表現出一系列的症狀。

針對某種病原體的小分子藥物發明,是通過將治療分子附著在病原體上來抑制其功能而起作用。這種治療分子的發現過程可以分為以下四個步驟:

第一步,利用 mRNA 序列推導病原體的蛋白質序列(現在這一步不難實現);

第二步,探索該蛋白質序列的三維結構(蛋白質折疊方式);

第三步,確定三維結構上的靶點;

第四步,生成可能有效的靶向分子,然後從中選擇最佳臨床前候選藥物。

如果回到之前用過的類比,那麼第一、二、三步相當於摸清鎖的結構,第四步相當於打造一把適配的鑰匙。這四個步驟需要依次完成,後三個步驟的工作不僅非常耗時,而且成本高昂。

例如第二步,為了確定病毒蛋白質序列的三維結構,科學家會使用冷凍電子顯微鏡成像等技術,直接觀察病毒蛋白,然後一步一步艱苦地摸索、推敲出 3D 蛋白質結構。

第三、第四步是找到靶點並設計出對應的靶向藥物,這是一個漫長的試錯之旅,而且需要科學家具備強烈的直覺、豐富的經驗和好運氣。不過,就算科學家耗費數年時間鎖定了一種臨床前候選藥物,它也有 90% 的概率無法通過二期、三期臨床試驗。這個探索過程會耗費相當長的時間。當然,也可以並行探索幾種不同的方法,不過這樣雖然可以縮短時間,但需要大量的資金投入。

■ AI 在蛋白質折疊、藥物篩選及研發方面的潛力

目前,要研發一種有效的藥物或疫苗,需要投入 10 億 ― 20 億美元的資金和數年的研發時間。我相信,AI 將大幅提升藥物的研發速度,降低研發成本,為患者提供更多價格在可承受範圍內的特效藥,幫助患者活得更健康、更長壽。

2020 年,DeepMind 公司針對蛋白質折疊研究(藥物研發的第二步),推出了蛋白質折疊預測軟件 AlphaFold,可以說,這是迄今為止 AI 在科學領域最偉大的成就。

蛋白質是生命的基石,但對於人類來說,蛋白質的氨基酸序列如何折疊成 3D 結構,從而成為生命活動功能執行者的整個過程,仍是一個謎。解開這個謎,不僅具有重大的科學意義,對醫學領域也有極高的價值。恰巧,深度學習技術似乎非常適合在這個問題上“大展拳腳”。

AlphaFold 背後的訓練數據集非常龐大,包含了過去發現的所有蛋白質三維結構信息。目前,AlphaFold 已經證明了它模擬未知蛋白質三維結構的能力,其準確性與傳統方法(如上面提到的冷凍電子顯微鏡成像技術)不相上下。區別在於,傳統方法成本高、耗時長,而且只能解析所有蛋白質結構中不到 0.1% 的部分;AlphaFold 的出現,提供了一種快速擴大人類已知蛋白質數量的方法,被視為“解決了困擾生物學界 50 年之久的巨大挑戰”,是一項劃時代的突破。

一旦掌握了蛋白質的三維結構,“藥物再利用”就成了一種能夠幫科學家快速找到有效治療手段的方法,即嘗試每一種已經證明對一些小病安全、有效的現有藥物,看看其中哪些藥物可能成功嵌入當前病毒的蛋白質三維結構。

“藥物再利用”方法有可能成為一條捷徑,從而使人類能夠在一場嚴重的流行病發生之初就阻止病毒的傳播。因為這些能被“再利用”的藥物均已通過不良反應測試,可以直接使用,無須再經過大範圍臨床試驗。 《無接觸之戀》中的男主角加西亞在被檢測出攜帶 COVID-Ar-41 的變體病毒後,臨床中心就立即啟動了 AI 程序,以“再利用”一種能夠減輕他的症狀的藥物。

科學家還可以充分利用AI的優勢,發明新的化合物。 AI 可以鎖定一些靶向分子可能附著的靶點(藥物研發的第三步)。如果給定一個靶點,AI模型就可以通過識別數據的內部模式,來縮小對藥物的搜索及篩選範圍,鎖定候選藥物(藥物研發的第四步)。 2021 年,AI 藥物研發公司英矽智能宣布其利用 AI 完成了治療特發性肺纖維化的新藥研發,先在三維結構上找到靶點(第三步),然後提取相關信息並找到最佳的靶點分子(第四步)。英矽智能的AI技術不僅為藥物研發的後兩個步驟節省了 90% 的成本,還創造了一項不可思議的奇蹟:用 18 個月的時間完成了新藥研發。要知道,傳統新藥研發往往要耗時 10 年以上,耗資超過 20 億美元。

此外,AI 還可以整合多方面知識來優化第三、四步研發過程。例如,自然語言處理(NLP)技術可對海量學術論文、專利成果和公開數據進行深入挖掘,從中提取出能夠幫助鎖定靶點或有效分子排序的信息。 AI 還可以根據過去的臨床試驗結果,預測所有潛在候選新藥的有效性,為進一步排序提供參考。這些,都可以在計算機系統上模擬完成。科學家可以站在 AI 的肩膀上,參考系統給出的推斷,排除“錯誤選項”,然後再進行下一步研究。

當然,除利用計算機模擬進行研究的“幹實驗”外,還有一種“濕實驗”,即在實驗室培養皿中對人體細胞展開藥物測試。對於這一類實驗,AI 同樣有很大的施展空間。在今天,由機器人來主導這類實驗,會比由實驗室技術員來操作更加高效,而且可以採集到更多的數據。鎂伽機器人就是這樣的先進公司,鎂伽的實驗室機器人,無須人工干預,就能進行 24 小時全天候的重複實驗,這將大大加快藥物的研發速度。

中華微視
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王毅會見譚德塞:中方願與世衛實現發展中國家疫苗可及性可負擔性🔸🔸🔸
中國國務委員兼外長王毅前日會見來華出席北京冬奧會開幕式的世界衛生組織總幹事譚德塞。
譚德塞向中方致以虎年新春祝福,表示很高興在這一特殊時刻來華並參與火炬傳遞,北京冬奧會為疫情下的世界帶來了團結、和平和希望,將助力大家渡過當前的艱難時刻。譚德塞祝賀中國疫情防控取得的巨大成就,讚賞中方為全球抗疫提供的大力支持,積極評價中方為非洲提供6億疫苗援助並向「新冠疫苗實施計畫」提供捐助,願繼續同中方加強衛生領域合作,期待並相信中方將為實現全球新冠疫苗70%的接種目標發揮重要作用。
王毅說,今年是新中國恢復在世衛組織合法席位50周年。50年來,中國同世衛組織開展了全方位、多層次、廣領域的務實有效合作,持續支援並積極參與了世衛組織應對各種挑戰的努力。我們曾共同成功抗擊埃博拉,相信也將共同擊退新冠病毒。
王毅表示,疫情發生以來,中國秉持人民至上、生命至上理念,始終堅持立己達人,大力弘揚全球團結抗疫精神,以實際行動支持維護全球公共衛生安全。我們克服自身困難,發起了新中國成立以來規模最大的緊急人道主義行動,向120多個國家和國際組織供應超過21億劑疫苗。很多發展中國家特別是非洲國家收到的第一批疫苗來自中國,迄今獲得的大多數疫苗也來自中國。中方支援世衛組織提出的「全球疫苗接種戰略」,願與世衛組織就彌合免疫鴻溝、實現發展中國家疫苗可及性可負擔性加強合作,為全球徹底戰勝疫情作出應有貢獻,共同建設人類衛生健康共同體。

The News Lens 關鍵評論網
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【非洲迦納爆發高傳染力的「馬堡病毒」,它究竟是何方神聖?】BBC News 中文(繁體)

非洲加納有2人死於馬堡病毒,98人接受隔離,引發大規模爆發疫情的擔憂。馬堡病毒具有高度傳染性。症狀為發燒、肌肉疼痛、腹瀉、嘔吐等,某些情況下患者會因為嚴重出血而死亡。

究竟,馬堡病毒是什麼?傳染途徑為何?又有哪些方法可以治療?

#非洲 #迦納 #馬堡病毒 #感染
馬堡病毒和埃博拉病毒(Ebola virus)相近,世界衛生組織(World Health Organization)表示,馬堡病毒最初在1967年發現,當時在德國馬堡有人接觸到來自非洲的帶原猴子而生病,之後在法蘭克福和貝爾格萊德也有病例。
非洲迦納「馬堡病毒」疫情現蹤:過去曾在哪些國家爆發?有哪些症狀與感染途徑? - The News Lens 關鍵評論網

俄羅斯衛星通訊社
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專家發現,埃博拉病毒可在人腦中持續存在,被再次激活,並引發致命疾病,即便是用單克隆抗體療法治癒多年之後。
專家發現,埃博拉病毒可在人腦中持續存在,被再次激活,並引發致命疾病,即便是用單克隆抗體療法治癒多年之後。
專家發現埃博拉病毒可在人腦中持續存在數年時間

中華微視
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俄官員:美國在烏克蘭建立了電子生物監測系統🟨🟪🟦
5月20日,俄羅斯國家杜馬副主席、美在烏生物實驗室活動調查委員會聯合主席伊琳娜·亞羅瓦婭表示,美國五角大樓和北約在烏克蘭逐步建立了電子生物監測系統,所有蒐集到的信息則被送往了美國國防部的國家醫療情報中心。

她指出,美國高級別生物安全實驗室數量已經大幅度增加,這意味著美國在保護計劃的幌子下積極地從事研究極度危險病原體的工作。美國的立法也允許進行此類活動。亞羅瓦婭強調,美國在烏克蘭進行了埃博拉和天花病毒的研究,而在其本土也出現過多個涉及危險病原體洩漏的事件。

亞羅瓦婭表示,由於俄羅斯在烏克蘭的特別軍事行動,美國在烏克蘭的生物實驗室活動已經部分停止,但與此同時,美國仍在世界範圍內進行著軍事生物實驗。

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