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AI「黑科技」真的改变生活了:百度联合研发mRNA疫苗优化工具,AI让疫苗效力提升128倍!

AI「黑科技」真的改变生活了:百度联合研发mRNA疫苗优化工具,AI让疫苗效力提升128倍!

自去年底ChatGPT发布以来,智能ai技术又引起了一波热潮,谷歌的bard、微软的new bing等聊天ai机器人也相继发布。相比之下,百度的文心一言显得就弱了一些。 但在另一个方向,百度却利用ai技术取得了个令人震惊的成果。 近日,百度联合上海斯微生物、美国罗切斯特大学,使用ai技术开发了mRNA疫苗优化工具LinearDesign[1]。目前,LinearDesign已经对一种新冠mRNA疫苗进行了优化,优化后的疫苗效力相较优化前提高了128倍,室温稳定性提高4倍。 将来,这一技术还有可能用于癌症的预防和治疗当中。 都说战争是科学的最大推动力,三年的抗疫“战争”也确实推动了医学的发展,其中最大的一项进步当属mRNA疫苗。 mRNA疫苗的概念其实诞生的很早,2000年就有人通过注射mRNA引起了小鼠的免疫反应[2]。但出于对安全性的担忧,mRNA疫苗一直没用到人身上,直到疫情来临。而现在,mRNA疫苗的研究已经遍地开花,就连“癌中之王”胰腺癌,都有望被mRNA疫苗拿下[3]。 但是,mRNA作为一个单链的核酸,稳定性不太好。这一方面导致mRNA疫苗需要全程冷链运输,另一方面也会使得mRNA疫苗在体内表达的目标蛋白产量不足,影响免疫效果。而如果能让mRNA长链中不同的区段相互配对,形成更多的“发卡”状二级结构,则有利于提升mRNA疫苗的稳定性和免疫效果[4]。 优化后的mRNA疫苗能与自身配对形成双链的片段更多 LinearDesign就是基于这一原理,通过ai算法优化mRNA疫苗序列,使其能形成更多的二级结构,同时兼顾密码子的优效性。 研究人员使用LinearDesign对斯微生物的新冠mRNA疫苗SW-BIC-213进行了优化。优化后的疫苗: ● 在37度,含有10mM镁离子的缓冲液中,半衰期从3.9小时延长到20.0小时; ● 在体外细胞中诱导的目标蛋白表达量最高可达原版的2.9倍; ● 在小鼠中诱导的spike蛋白抗体滴度最高可达原版的128倍,中和抗体滴度最高可达原版的20倍。 经LinearDesign优化的7个mRNA疫苗版本(A~G)和原版(H)产生的spike抗体滴度 除此以外,法国制药巨头赛诺菲自2021年起,就开始在自己的实验性mRNA产品中使用LinearDesign。目前,研究负责人David H. Mathews和Huang Liang已经创立新公司Coderna.ai,进一步开发LinearDesign。 参考文献: [1]. Zhang H, Zhang L, Lin A, et al. Algorithm for optimized mRNA design improves stability and immunogenicity[J]. Nature, 2023: 1-3. [2]. Hoerr I, Obst R, Rammensee H G, et al. In vivo application of […]

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与ChatGPT聊了10个癌症诊疗问题:答案「错漏百出」,医学AI仍然任重道远

与ChatGPT聊了10个癌症诊疗问题:答案「错漏百出」,医学AI仍然任重道远

什么是ChatGPT?现在来聊这个话题,似乎有些过时。 最近几个月来,ChatGPT已经成了时下最前沿的科技宠儿,而它跨时代的精准语言识别能力与信息统筹能力,无一不令人惊叹: 是否真的“AI”黑科技已经来了? 这段时间,ChatGPT在不同的领域已经创造了不少不可思议的成绩。 例如,它成了不少大学生们的“作业神器”,无论是学科作业,还是毕业论文,它都完成的“天衣无缝”;成了不少网红们的文案编辑利器,随手一搜,一篇成熟的网红文案立即展现。 在医疗领域它同样展现了让人震撼的能力:在问世后一个月内,ChatGPT不仅「考过了」美国医师执照考试,还以一作身份发表了一篇肿瘤学论文。 这篇论文收录于美国国立卫生研究院(NIH)的 《Oncoscience》 中,操作过程是:论文第二作者询问ChatGPT与研究主题有关的问题,ChatGPT自动生成大量观点和讨论,然后由第二作者审核完稿。此外,ChatGPT还协助修改论文格式。 ChatGPT作为第一作者发表的论文 这篇“AI”发表的论文,一经发布就引发了巨大争议。此后,许多科学期刊修改投稿规则,明令禁止或限制投稿人使用ChatGPT撰写或编辑论文。 还是说回文章主题,这个划时代的AI工具既然它这么聪明,它能否在癌症的诊疗上为人类提供帮助? 为此,我们专门与ChatGPT“聊一聊”关于癌症治疗的问题,看看ChatGPT的癌症“诊疗能力”。   问题1 你好,ChatGPT,能教我一些癌症知识吗? 答:当然,我可以为您提供一些基本的癌症知识: (1)什么是癌症?癌症是指不受控制地生长的细胞形成的肿瘤。这些肿瘤可以侵犯周围的组织,甚至可以转移到身体其他部位。 (2)癌症的常见症状包括什么?常见症状包括疲劳、体重下降、发热、持续性咳嗽、变化的皮肤病变、不明原因的疼痛等。 (3)癌症有哪些常见的类型?常见的癌症类型包括:乳腺癌、肺癌、结肠癌、前列腺癌、卵巢癌、宫颈癌、淋巴瘤等。 (4)癌症的原因有哪些?癌症的原因是复杂的,包括遗传因素、环境因素(如烟草使用、辐射暴露、污染物等)、生活方式(如不健康的饮食、缺乏运动、长期饮酒等)等。 (5)癌症的治疗方式有哪些?癌症的治疗方式包括手术、放疗、化疗、免疫疗法等,治疗方式的选择取决于癌症类型、病情、患者的年龄和健康状况等因素。 (6)如何预防癌症?预防癌症的方法包括:避免使用烟草制品、限制酒精摄入、避免暴露于有害化学物质和辐射、保持健康的饮食和身体活动水平、定期进行癌症筛查等。 解析:“这个回答中规中矩,但确实把涉及癌症的科普、症状与治疗方式进行了概括。其中的重点在于:给出的回答的内容非常准确,远比我们在搜索引擎中检索出的答案准确。” 问题2 用ChatGPT可以帮助癌症诊疗吗? 答:作为一种人工智能技术,ChatGPT不能用于癌症的诊疗。 癌症的确诊和治疗需要医疗专业人员的专业知识和实践经验。ChatGPT可以提供一些基本的癌症知识和一些常见的问题解答,但它不能代替医生或其他医疗专业人员的诊断和治疗。如果您有任何癌症相关的疑问或症状,请及时咨询医疗专业人员的意见和建议。 解析:“看来ChatGPT对自己的定位很准确。” 问题3 我的肺部CT影像显示有一个小结节,我是不是患上肺癌了? 答:一个肺部CT影像中的小结节不一定意味着您患有肺癌。 事实上,小结节非常常见,其中大多数都是良性的(非癌性的),特别是在年轻人和不吸烟的人中更为普遍。但是,为了确定这个小结节的性质和是否需要治疗,您需要进行进一步的检查和评估,例如PET-CT扫描、痰液检查、组织活检等。因此,建议您尽快咨询专业的医疗机构和医生,进行进一步的检查和评估。 解析:“逻辑非常正确,当然,这个答案并不够准确。当我们CT检查发现肺部有小结节存在,我们应该做的是首先请医生评估,根据结节的影像学表现再确定下一步检查方案。而并非直接选择PET-CT检查、组织活检等。(当然,ChatGPT的表述并没有实质性错误)” 问题4 我被确诊为IB期肺癌,我下一步治疗方案应该怎么选择? 答:对于IB期肺癌,也就是癌细胞已经侵犯肺部的淋巴结,但尚未扩散到身体其他部位,常规的治疗方案包括手术、放疗和化疗等。 手术:手术是治疗IB期肺癌的主要方法之一。通常建议通过肺叶切除手术来切除肿瘤。对于较小的肿瘤,可能可以通过肺部楔形切除来治疗。 放疗:放射治疗是使用高能X射线或其他类型的辐射来杀死癌细胞的治疗方法。放疗可以作为手术前后的辅助治疗,或作为替代手术的治疗方案。 化疗:化疗是通过使用化学药物杀死癌细胞的治疗方法。化疗通常作为手术前后的辅助治疗,也可以作为替代手术的治疗方案。 治疗方案的选择需要考虑患者的年龄、身体健康状况、肿瘤的大小、位置、分化程度以及扩散情况等多个因素。建议您尽快与肺癌治疗专家沟通,详细了解每种治疗方案的优劣、风险和可能的副作用,根据个人情况制定最适合自己的治疗方案。 解析:“这个答案,ChatGPT的表现就有一些差强人意了。其中最重要的原因在于:ChatGPT的数据库仅仅更新到2021年9月,很多重要的医疗信息它其实并不能实时掌握。例如在这个问题中,目前在早期肺癌的治疗中,免疫治疗参与的辅助治疗或新辅助治疗能大幅提升患者的术后五年生存率。而这一点ChatGPT并未提到; 参考文章:抗癌神药PD-1: 都说“早用早好”, 究竟多早使用才是最好? 此外,放疗运用在早期肺癌患者中,更多的运用场景是:对于某些无法接受放疗的患者,立体定向放疗(SBRT)有望代替手术,实现肿瘤的根治性治疗。而非ChatGPT提到的辅助治疗。” 问题5 复查后,我发现我的肺癌已经出现远端转移,评估为IV期,我应该怎么治疗? 答:对于肺癌已经出现远端转移,评估为IV期,通常需要综合多种治疗方法进行治疗,包括: 化疗:化疗可以通过使用化学药物杀死癌细胞,帮助控制或缓解症状。对于一些不适合手术或放疗的患者,化疗可能是最合适的治疗方案。 放疗:放射治疗可以通过使用高能X射线或其他类型的辐射来杀死癌细胞,帮助缓解症状和减轻疼痛。它可以作为化疗的辅助治疗,也可以作为单独治疗。 靶向治疗:针对肿瘤特定的分子进行治疗,可以通过干扰癌细胞的信号传递,阻止癌细胞的生长和扩散。 免疫治疗:免疫治疗是一种新型的治疗方法,它可以通过增强免疫系统的功能来帮助身体抵抗癌细胞。 手术:手术通常被认为是治疗肺癌的主要方法,但对于IV期的肺癌,手术可能已经不再是一个可行的选择。 最佳的治疗方案需要考虑患者的年龄、身体健康状况、肿瘤的大小、位置、分化程度以及扩散情况等多个因素。建议您尽快咨询专业的医疗机构和医生,详细了解每种治疗方案的优劣、风险和可能的副作用,根据个人情况制定最适合自己的治疗方案。 解析:“在这个问题上,ChatGPT的回答看起来无法为提问的患者给予太多的帮助,只是把基本的治疗方式介绍了一遍,具体如何治疗,还需要就诊向医生问诊。” 问题6 […]

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