AI设计新型蛋白质助力抗癌突破

近日，发表在顶尖科学期刊《Science》上的一项研究揭示了人工智能在癌症治疗领域的最新进展。一支由丹麦技术大学领导的研究团队成功设计出能够引导免疫细胞精准定位癌症目标的人工智能定制蛋白质，为免疫疗法的未来发展带来了振奋人心的可能性。这种突破性方法将免疫细胞转化为“癌症猎手”，大幅提升了对恶性黑色素瘤等癌症的攻击效果。

该研究的核心在于一种全新的分子导航系统，它由人工智能设计的微小蛋白质组成，可帮助免疫T细胞锁定癌症细胞并进行有效攻击。这一系统的工作原理类似“分子版的Google地图”，通过精确导航为T细胞提供定位指南。研究领头人、丹麦技术大学的医学生物技术专家蒂莫西·詹金斯（Timothy Jenkins）指出，这项研究虽然尚处于概念验证阶段，但最终目标是研发可供临床应用的新型癌症疗法，甚至能够根据患者的个体需求进行个性化定制。

免疫细胞如T细胞具有自然抗击癌症的能力，但由于某些癌细胞伪装或逃逸的特性，T细胞往往无法准确识别并摧毁癌细胞。为了解决这一难题，詹金斯团队利用人工智能设计出一种被基因改造的T细胞。“这些定制蛋白质就像是T细胞的导航系统，”詹金斯解释道，“它能够引导免疫细胞精准锁定目标并迅速展开攻击。”

这一技术借鉴了已有的免疫治疗方法，例如CAR-T疗法和TCR疗法，但通过人工智能的介入，使设计和实施过程大大加速。传统方法通常需要耗费数月甚至更长时间，通过人工筛选免疫细胞中的特定受体，而人工智能设计的蛋白质不仅节省了时间，还提高了效率。

为了创造这种定制蛋白质，研究团队整合了三种人工智能工具。首先，他们通过名为RFdiffusion的生成式人工智能模型输入癌症目标的结构。这一模型基于已知蛋白质结构和氨基酸序列进行训练，能够精确推测与癌症目标匹配的蛋白形状。第二步，另一个AI模型建议了能够形成目标蛋白形状的氨基酸序列。最后，第三个AI模型对设计结果进行审核，帮助研究人员从数万种可能性中筛选出优化的设计方案。在实验室测试阶段，该团队选出的44种设计中有一种表现优异，其携带AI设计蛋白的T细胞能够快速摧毁恶性黑色素瘤细胞并抑制癌症扩散。

尽管该研究已经在实验室中获得显著成果，但距离临床应用仍需较长的时间。根据合作者克里斯托弗·克莱巴诺夫（Christopher Klebanoff）的介绍，在人体内测试AI设计蛋白的有效性和安全性将成为下一阶段的关键挑战。丹麦技术大学的合作者克里斯托弗·豪鲁姆·约翰森（Kristoffer Haurum Johansen）也表示，团队正在进行更多动物实验，希望未来能够为临床试验奠定坚实基础。

弗雷德·哈奇癌症中心（Fred Hutch Cancer Center）的免疫治疗研究员斯坦利·里德尔（Stanley Riddell）称，这项研究展示了人工智能在合成蛋白设计领域的巨大潜力，有望为包括癌症在内的多种疾病开辟全新治疗路径。他认为，随着技术的发展，这类基于AI的数据驱动疗法将可能引领医疗创新，超越现有的方法。