人工智能如何战胜癌症

(SeaPRwire) –   肿瘤学的核心问题一直在于区分（癌细胞与正常细胞）。癌细胞和正常细胞在分子层面几乎相同，其区别在于失调——一组基因开关被拨向错误方向，导致不受控制的生长。几十年来，寻找和利用这些开关需要手动筛选患者样本，寻找那些细微到几乎看不见的模式。

人工智能改变了可能的边界。在涵盖数万个已测序癌症样本的基因组数据库上训练的系统，如今能够识别仅在癌细胞中活跃、而不在周围健康组织中活跃的主调控模式。与早期精准肿瘤学的生物标志物不同，这些是细粒度的基因组特征，在基因开关的开启和关闭层面编码了恶性与正常细胞的差异。

一旦这些特征被识别，它们将解锁一系列此前无法实现的方法。人工智能正帮助研究人员设计个性化癌症疫苗，训练免疫系统对抗患者肿瘤产生的独特突变。

Moderna和Merck已处于后期试验阶段，基于支撑COVID-19疫苗的相同mRNA基础设施开展这项工作。人工智能还帮助工程师构建更智能的CAR-T细胞，这些细胞利用肿瘤特异性信号在癌症的免疫抑制环境中保持活性，而非在完成任务前就耗尽自身。在研发管线的最早期阶段，人工智能驱动的基因组和影像数据分析使得在症状出现前数年检测癌症成为可能，此时的生存率要高得多。

我们如今如何对抗癌症

当前的技术水平是：科学家识别肿瘤细胞表面或内部的天然靶点（蛋白质、酶、受体），并开发药物攻击这些靶点。这一过程缓慢、昂贵且存在严重局限性——因为这些天然靶点不仅存在于癌细胞中，也存在于健康细胞中。任何激活免疫系统的药物也会在其他部位引发反应，导致危险且有毒的免疫风暴。

如今，降低剂量是我们所知的唯一解决方法。但降低剂量会导致疗效下降，增加癌症复发的几率。通常，癌症复发时会有时间发生突变并对药物产生耐药性。

肺癌是全球每年导致180万人死亡的最致命癌症，过去二十年我们取得了进展，5年生存率几乎翻了一番。然而，这仍意味着约70%的确诊患者将在未来5年内死亡。

人工智能驱动的癌症生物工程如何运作

人工智能的影响远不止于智能聊天机器人。虽然人工智能帮助放射科医生更快阅读扫描结果、或算法梳理药物数据库寻找可重新利用的候选药物是良好开端，但我们需要玩一场完全不同的游戏。

研究人员开始使用的类比是：这种人工智能方法对于DNA和癌症生物学而言，就像AlphaFold对于蛋白质科学那样重要。AlphaFold并未发现蛋白质，而是解码了控制蛋白质折叠的规则，首次使得系统研究蛋白质结构成为可能。

人工智能驱动的癌症生物工程充分解码了癌症基因回路的规则，从而能够编写在肿瘤细胞内运行的程序，其精度是天然生物标志物从未达到的。我们不仅在读取代码，更在重写代码。

递送机制需要自身的突破。为了到达癌细胞，合成基因 payload 必须首先在体内穿行而不被免疫系统破坏。脂质纳米颗粒——COVID-19疫苗背后的相同技术——正成为载体。

大流行期间的项目证实了研究人员长期以来的猜想：脂质纳米颗粒能够安全且大规模地将mRNA payload 递送到人体细胞中。生物工程师如今正将这种基础设施调整用于癌症治疗，以及治疗性、暂时性和安全的DNA payload，通过改造纳米颗粒表面来逃避免疫检测并延长到达目标的窗口期。在这方面，人工智能算法解码大型化合物库的大规模筛选结果也在加速进展。

中国已处于领先地位

然而，如果美国不将其视为战略优先事项，所有这些都无关紧要。中国已将生物技术列为国家战略优先事项，将政府资金直接注入生物科技初创企业，缩短监管审查时间，并对美国在该领域的主导地位构成了可信的威胁。仅去年上半年，制药行业就向中国生物科技交易投入了485亿美元，超过2024年全年的总和。与此同时，美国风险投资继续压倒性地流向狭义上的软件人工智能领域：去年，人工智能初创企业吸引了超过2000亿美元的资金，占所有风险投资资金的50%，而生物制药领域仅吸引了约260亿美元。

这种差距不仅是市场低效的问题，更反映了一种认知失败：本十年人工智能最具深远影响的应用可能不仅仅是让软件更智能，而是改变我们生活的物理世界，通过使细胞可编程将生物学从科学扩展到工程学。

美国如何引领癌症治疗的未来

为了让美国在癌症治疗的未来占据领先地位，国会应建立一个专门的国家生物科技投资基金。这不仅包括主要通过学术机构渠道运作的卫生高级研究计划局（ARPA-H），还应包括一个将资金直接投入早期平台公司、并将知识产权保留在美国本土的载体。

大型机构投资者和风险投资公司也必须发挥关键作用。虽然许多投资者已转向软件人工智能领域，但他们需要自问：一种能够编程细胞对抗癌症的技术，是否至少应得到与下一个大型语言模型相同的紧迫性？

最后，FDA的新快速审查路径需要明确扩展到基于平台的生物疗法，而非仅适用于单一资产药物，这样开发下一代癌症治疗方法的公司就不必等待十年才能获得监管明确性。

科学已准备就绪。我们需要对美国未来的精准医疗技术进行强有力且稳定的投资，首次开始编程癌症对抗自身。