AI大模型锁定抗癌新靶点,谷歌耶鲁联手将“冷”肿瘤变“热”

AI广播站2周前发布 小悠
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270亿参数的AI模型,从4000多种药物中成功筛选出能使肿瘤对免疫系统可见的关键药物,并经实验室验证,为癌症免疫疗法开辟全新道路。

谷歌DeepMind与耶鲁大学的科学家们联合取得一项重大突破,他们开发的一款人工智能模型不仅生成了全新的癌症治疗假设,更在实验室中得到了验证。

这项研究于10月16日公布,标志着AI在科学研究领域实现了从分析工具到创新引擎的跨越

该成果聚焦于癌症免疫治疗中的一个核心难题——如何将“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤,即让那些对免疫系统“不可见”的肿瘤变得能够被免疫细胞识别和攻击。


01 智能突破

谷歌DeepMind与耶鲁大学的研究团队推出的Cell2Sentence-Scale 27B(C2S-Scale) 是一款专为单细胞分析设计的270亿参数基础模型。

该模型基于谷歌的开源Gemma模型家族构建,能够理解细胞语言并预测复杂的生物学过程

谷歌首席执行官桑达尔·皮查伊在推特上表示,这一发现可能“揭示出开发抗癌疗法的新有希望的途径”。

在科学研究中,AI正从数据分析工具升级为能够生成新假设的伙伴。

02 “冷”肿瘤难题

癌症免疫疗法面临的最大挑战之一是“冷肿瘤”问题。许多肿瘤对免疫系统不可见,因此无法从免疫治疗中获益。

正常情况下,肿瘤细胞出现后,免疫系统会派出免疫细胞对其进行围剿。但冷肿瘤能巧妙伪装自己,不仅不吸引免疫细胞聚集,甚至会释放信号抑制免疫细胞活性。

解决这一难题的关键在于找到一种方法,通过抗原呈递过程,迫使这些“冷”肿瘤展示能触发免疫反应的信号,从而变“热”。

03 双重筛选策略

研究团队为C2S-Scale 27B设计了一项复杂任务——寻找能充当“条件性放大器”的药物。

这种药物需要在特定免疫情境下才能增强免疫信号。

研究人员设计了一个双重上下文虚拟筛选方案:在“免疫情境阳性”环境下,模型分析来自真实患者的样本数据,这些样本保留了完整的肿瘤-免疫细胞相互作用和低水平干扰素信号。

在“免疫情境中性”环境下,模型则分析孤立的细胞系数据,其中不含任何免疫环境信息。

团队模拟了超过4000种药物在这两种环境下的效果,要求模型预测哪些药物能仅在阳性环境下促进抗原呈递。

04 从预测到验证

模型的预测结果非常清晰:它发现激酶CK2抑制剂silmitasertib(CX-4945) 表现出显著的“上下文分裂”效应。

该药物在免疫环境-阳性设定中能显著增强抗原呈递,而在中性环境中几乎无效。

尽管CK2被认为与多种细胞功能包括免疫调节有关,但此前从未有文献报道通过silmitasertib抑制CK2能明确增强MHC-I表达或抗原呈递。

在项目的下一阶段,团队在人类神经内分泌细胞模型中测试了这一假说——这是一种模型在训练期间完全未接触过的细胞类型。

实验结果令人振奋:单独使用silmitasertib或低剂量干扰素效果有限,但两者组合产生了协同放大效应,使抗原呈递增加了约50%。

05 未来应用前景

这一发现的意义远超单一药物作用机制的理解。

它证明遵循缩放定律并构建大型模型,能创建出足够强大的细胞行为预测模型,用于进行高通量虚拟筛选和发现依赖于特定条件的生物学现象。

目前,耶鲁大学的团队正在进一步探索这一新发现机制,并在其他免疫环境中测试更多AI生成的预测。

通过进一步的临床前和临床验证,这些假说最终可能加速新疗法的开发进程。

06 AI驱动科研新时代

这项研究的价值不仅在于发现了一条潜在的癌症治疗新途径,更在于为生物发现提供了全新蓝图

它展示了一条利用大规模AI系统进行虚拟药物筛选,并提出生物学基础假设以供实验室测试的完整路径。

专家们提醒,这些发现仅是漫长过程的第一步。结果尚未经过同行评审或临床验证,任何治疗应用都需要数年的额外研究和试验。

尽管如此,这一突破表明更大的AI模型可以在生物研究中获得全新的能力,而不仅仅是改进现有任务。


AI与生物医学的深度融合正在改写科学发现的规则。谷歌DeepMind与耶鲁大学的合作证明,大规模AI模型不再仅仅是数据分析的工具,而是能够生成全新科学假设的合作者。

尽管从实验室到临床应用仍需数年时间,但这条AI驱动的新药研发路径已经清晰可见。C2S-Scale 27B模型及相关资源已向研究社区开放,可能催生更多创新发现。

AI生成科学假说的时代,已经到来。

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