人工智慧如何戰勝癌症

(SeaPRwire) –   腫瘤學的核心問題始終是區分。癌細胞和正常細胞在分子層面上幾乎相同。癌細胞的區別在於失調，一系列基因開關被錯誤地翻轉，導致不受控制的生長。幾十年來，尋找和利用這些開關需要手工篩查患者樣本，尋找微弱到幾乎看不見的模式。

AI改變了可能性。經過數萬個已定序癌細胞樣本的基因組資料庫訓練的系統，現在可以識別出專門在癌細胞中活躍而非周圍健康組織中的主要調控模式。與舊式精準腫瘤學的生物標誌物不同，這些是細緻的基因組特徵，在基因開關開啟和關閉的層面上，編碼了惡性與正常之間的差異。

一旦這些特徵被識別出來，它們就能解鎖一系列以前根本不可能實現的方法。AI正在幫助研究人員設計個性化癌症疫苗，訓練免疫系統對抗患者腫瘤產生的獨特突變。

Moderna和Merck已經在進行後期試驗，利用與COVID-19疫苗相同的mRNA基礎設施。AI也正在幫助工程師構建更智能的CAR T細胞，這些細胞利用腫瘤特異性訊號在癌症的免疫抑制環境中保持活躍，而不是在任務完成前耗盡。在研發管線的最前端，AI驅動的基因組和影像數據分析使得在症狀出現前數年就能檢測出癌症，此時存活率會顯著提高。

我們今天如何對抗癌症

目前的最新技術是，科學家們識別腫瘤細胞上或內天然存在的標靶（蛋白質、酶、受體），並開發藥物來攻擊它們。這個過程緩慢、昂貴且極其有限。這是因為天然標靶不僅存在於癌細胞中，也存在於健康細胞中。任何激活免疫系統的藥物也會在其他地方激活，導致危險且有毒的免疫風暴反應。

今天，減少劑量是我們唯一知道如何解決這個問題的方法。但當我們減少劑量時，療效也會降低，增加了癌症復發的機會。通常，當癌症復發時，它有時間突變並對藥物產生抗藥性。

在肺癌這種每年導致全球180萬人死亡的最致命癌症形式中，我們在過去二十年取得了進展，5年存活率幾乎翻倍。然而，這仍然意味著約70%的確診患者將在未來5年內死亡。

AI驅動的癌症生物工程如何運作

人工智慧的影響遠不止於聰明的聊天機器人。雖然AI幫助放射科醫師更快判讀掃描或演算法梳理藥物資料庫以尋找重新利用的候選藥物是一個好的開始，但我們需要完全採取不同的策略。

研究人員開始使用的類比是，這種AI方法對於DNA和癌症生物學而言，就像AlphaFold對於蛋白質科學一樣。AlphaFold沒有發現蛋白質；它解碼了蛋白質摺疊的規則，使得首次能夠系統性地推斷蛋白質結構。

AI驅動的癌症生物工程能夠充分解碼癌症基因迴路的規則，以編寫在腫瘤細胞內部運行的程式，其精準度是天然生物標誌物從未允許的。我們不僅僅是在閱讀代碼。我們正在重寫它。

遞送機制需要其自身的突破。要到達癌細胞，合成基因酬載必須首先在體內傳播，而不被免疫系統破壞。脂質奈米顆粒，與COVID-19疫苗背後的技術相同，正在成為這種載體。

疫情期間的計畫證明了研究人員長期以來的猜測：脂質奈米顆粒可以安全且大規模地將mRNA酬載遞送到人體細胞中。生物工程師現在正在將該基礎設施應用於癌症以及治療性、暫時性且安全的DNA酬載，設計奈米顆粒表面以逃避免疫檢測，並延長到達目標的時間窗口。在這裡，AI演算法解碼大量化合物庫的大規模篩選也正在加速進展。

中國已取得領先地位

然而，如果美國不將其視為戰略重點，這一切都無關緊要。中國已將生物技術列為國家戰略重點，將政府資金直接投入生物科技新創公司，縮短監管審查時間表，並對美國在該領域的主導地位構成可信的威脅。僅去年上半年，製藥產業就向中國生物科技交易投入了485億美元，超過2024年全年總和。同時，美國創業投資仍然絕大多數流向狹義軟體意義上的AI。去年AI新創公司吸引了超過2000億美元的資金；這佔所有創業投資資金的50%。生物製藥則吸引了約260億美元。

這種差距不僅僅是市場效率低下。它反映出未能認識到，本十年AI真正最具影響力的應用可能不僅僅是讓軟體更智能。它可能正在改變我們所居住的物理世界，並通過使細胞可編程，將生物學從科學擴展到工程學。

美國如何引領未來癌症治療

為了讓美國引領未來癌症治療，國會應設立一個專門的國家生物科技投資基金。不僅僅是Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H)（其資金主要通過學術機構輸送），而是一個將資金直接投入早期平台公司並將智慧財產權保留在美國本土的工具。

大型機構投資者和VC firms也必須發揮關鍵作用。雖然許多人已轉向軟體AI，但他們需要自問，一項能夠編程細胞以對抗癌症的技術，是否至少應與下一個大型語言模型獲得同等程度的緊迫性。

最後，FDA新的加速審查途徑需要明確擴展到基於平台的生物療法，而不僅僅是單一資產藥物，這樣才能讓構建下一代癌症治療的公司不必等待十年才能獲得監管明確性。

科學已經準備就緒。我們需要對美國未來的精準醫療技術進行強勁而穩定的投資，以便首次開始編程癌症以對抗自身。