遼寧
摘要：
人工智能（AI）開創了疫苗設計的新時代，AI在疫苗研發中的作用、潛力及對整個疫苗行業的變革影響越來越受到重視。
AI工具或方法已應用于疫苗靶抗原選擇與設計、表位預測、抗原呈遞相關分子間作用預測等。
AI有助于篩選鑒定更安全有效的新型佐劑候選物，可以模擬疫苗的臨床試驗，節約開發成本，加快疫苗研發進程。
AI算法促進了疫苗開發各個階段的迭代優化、參數調整和決策，最終加速候選疫苗從實驗室到臨床實踐的轉化。
盡管AI應用于疫苗研發面臨數據異質性、模型可解釋性等挑戰，但AI的應用可通過篩選精確、快速、個性化和通用的疫苗來改變全球疫苗研發的格局。
應用于疫苗研發的主要領域
基于AI的抗原選擇與設計，AI應用于抗原表位預測與靶向設計，利用AI預測抗原提呈相關分子間的作用，新型佐劑的篩選、鑒定與優化策略、AI在候選疫苗臨床試驗中的應用。
基于AI的集成計算管線整合了體外試驗、動物實驗和臨床試驗的數據流和計算模型，有助于研究人員在臨床前和臨床階段對候選疫苗進行系統評估，優先考慮開發有前景的候選疫苗。
利用AI可以簡化或增強試驗過程，包括患者招募、試驗設計、監測和數據分析。
例如，AI驅動的預測分析可通過分析電子健康記錄和基因組數據來確定適合臨床試驗的患者群體，從而提高試驗招募效率，減少樣本量、隨訪成本和招募差異。
而基于非參數連續相關貝塔過程模型和自適應試驗設計能有效確定單次和初次/加強疫苗免疫的最大有效劑量，并找到最大限度提高疫苗療效和最小化疫苗相關毒性的劑量。
AI算法可通過模擬不同的試驗場景、預測潛在結果和確定最佳終點來優化試驗方案，顯著減少與疫苗開發相關的時間和成本。
然而，必須強調的是AI技術并不能完全取代傳統的臨床試驗方法。臨床試驗對于驗證AI驅動的預測結果和模型的生物學相關性和有效性仍然至關重要。
AI在疫苗開發中的前景
AI在未來疫苗開發中具有巨大潛力，可通過篩選精確、快速、個性化和通用的疫苗來改變全球衛生格局。
2024年11月，AlphaFold-3蛋白質預測模型的開源將對全球科研領域產生重大影響。
生物、化學及醫藥的科學家們可以在本地部署AlphaFold-3，從而極限縮短新藥、疫苗等的研發進程。通過促進AI技術和跨學科合作，研究人員可以克服疫苗開發中的各種挑戰，應對新發傳染病威脅，并改善全球公共衛生情況。
然而，要實現這一愿景，需要在AI研究、基礎設施和人才建設方面持續投入，并保證AI驅動的疫苗開發工作中的道德原則、透明度和公平性。
結語
將AI工具融入疫苗研發代表了一種變革性的科學范式轉變，將對全球公共衛生產生深遠影響。
AI算法能夠幫助精確設計疫苗、快速開發個性化與通用疫苗，有望徹底改變疫苗的概念、研發和交付方式。
然而，AI在疫苗研發中的廣泛應用也引發了與公平、透明度、安全性、隱私和自主性相關的復雜倫理問題。
在利用AI驅動疫苗開發不斷發展的進程中，應在創新和責任之間保持平衡：一方面利用AI技術開展疫苗研發應對全球健康問題，另一方面也要維護道德價值觀，確保公平獲取，促進個人和社會的福祉。
基于AI的疫苗研發需要全球合作，而開放獲取的AI平臺、協作網絡和知識共享計劃可以促進數據、算法和最佳實踐的交流，培養疫苗研發中的協作和創新文化。
通過在疫苗開發中采用協作和遵循倫理道德的AI工具與方法，我們可以充分利用技術的潛力，在全球范圍內促進公共衛生的改善，提高全球民眾的健康水平。
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撰寫| 中國免疫學雜志
校稿| Gddra編審| Hide / Blue sea
編輯 設計| Alice
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