AI時(shí)代下如何治愈艾滋???

Lynn 8年前 (2017-12-01)

基因工程與藥物研究齊頭并進(jìn),從未放棄治療。

今天是艾滋病日,北京市市疾中心公布了關(guān)于匿名檢測(cè)艾滋病的數(shù)據(jù):2017年1月到10月,市疾中心通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+艾滋病多元化檢測(cè)”發(fā)放了1869只尿液采樣包,回收774份樣本,檢出87份HIV抗體陽(yáng)性者,篩查陽(yáng)性率為11.4%,遠(yuǎn)高于常規(guī)檢測(cè)的陽(yáng)性率水平。

再來(lái)看2017年聯(lián)合國(guó)艾滋病規(guī)劃署公布的一組數(shù)據(jù):

全世界艾滋病病毒感染者的數(shù)量:3670萬(wàn),相較此前上升60萬(wàn);

使用抑制HIV病毒的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物的人數(shù):1950萬(wàn);

去年的艾滋病相關(guān)死亡人數(shù):100萬(wàn);

去年新增艾滋病毒感染人數(shù):180萬(wàn);

在非洲東部和南部,感染艾滋病病毒的人數(shù)最多:1940萬(wàn)。

那么,艾滋病到底是怎么回事?

艾滋病毒最早出現(xiàn)在1920年代的非洲金沙薩,由非洲中部的黑猩猩傳給人類(lèi),后來(lái)艾滋病毒由此處開(kāi)始蔓延全球。

在最早期發(fā)現(xiàn)之初, 病人都是年輕的男同性戀者,因此AIDS一度被認(rèn)為是同性戀病,后在科學(xué)家對(duì)此病傳染致因的持續(xù)研究下,人們才知道血液、乳汁、精液、陰道分泌物、腦脊液等都會(huì)傳播艾滋病,所以輸血也有可能感染艾滋病。

人類(lèi)免疫缺陷病毒(HIV)是導(dǎo)致艾滋?。ˋIDS)的病毒,它會(huì)影響一個(gè)人的免疫系統(tǒng),并降低其抵抗感染的能力。

HIV作為病毒,必須進(jìn)入細(xì)胞才能繼續(xù)其生活(整合、復(fù)制、釋出等)及感染,而在這一過(guò)程中,目前發(fā)現(xiàn)的主要關(guān)鍵因素為趨化因子受體CCR5(嗜M的病毒株)及CXCR4(嗜T的病毒株)。

值得指出的是,HIV喜歡的細(xì)胞是只有人體內(nèi)才有的CD4分子細(xì)胞,主要有T4淋巴細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞等。

了解到HIV病毒后,問(wèn)題來(lái)了,為什么即使到科技如此發(fā)達(dá)的現(xiàn)在,都還沒(méi)有可以完全治愈艾滋病的方法呢?

原因有二:艾滋病病毒是一種RNA病毒,它會(huì)使用逆轉(zhuǎn)錄酶把RNA整合到細(xì)胞的DNA中,而在這一過(guò)程中,HIV有大量突變的機(jī)會(huì);HIV整合到寄主細(xì)胞的DNA中后,會(huì)保持?jǐn)?shù)年的休眠狀態(tài),并且它只是一個(gè)DNA片段,免疫系統(tǒng)都不會(huì)對(duì)它作出反應(yīng)。

這也就解釋了為什么在艾滋病8到10年的潛伏期,整個(gè)階段都沒(méi)有任何癥狀,故而對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō),想要盡早診斷出也是不容易的事。

科學(xué)家都在努力,然而艾滋病并不能實(shí)現(xiàn)“功能性治愈”

但是針對(duì)漫漫的艾滋病不同發(fā)病階段,各國(guó)科學(xué)家也是不遺余力的在研發(fā)最新的技術(shù)以根除它。

針對(duì)如何檢測(cè)出艾滋病,近日,斯泰倫博斯大學(xué)(SU)的研究人員發(fā)現(xiàn)人類(lèi)免疫缺陷病毒(HIV)在感染早期直接影響大腦。

在艾滋病病毒感染后,雖然后期患者沒(méi)有明顯的癥狀表現(xiàn),但是會(huì)有抑郁、健忘等不易察覺(jué)的癥狀出現(xiàn)。對(duì)此,研究人員通過(guò)功能性磁共振成像(fMRI)得出人們感染HIV后大腦萎縮的區(qū)域,以及萎縮程度與腦功能損害之間的聯(lián)系。

這一發(fā)現(xiàn)不僅可以幫助準(zhǔn)確檢測(cè)出艾滋病,還為后面的功能性治療方法提供了研究啟發(fā)。

除此之外,2017年3月,天普大學(xué)和匹茲堡大學(xué)的研究人員通過(guò)聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn),他們能夠利用CRISPR/Cas9從活體動(dòng)物的基因組中切除HIV的DNA從而消除HIV引發(fā)的后期感染,并成功在小鼠身上實(shí)施;

2017年4月,Gladstone研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種叫做SMYD2的酶,這種酶是一種可以喚醒病毒功能的藥物并且能夠進(jìn)一步刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)對(duì)這些受到感染的細(xì)胞進(jìn)行殺傷。

但值得指出的是,無(wú)論是從基因方面,還是從蛋白質(zhì)切入,目前也都是研究的最初階段,而現(xiàn)在最為常用的長(zhǎng)效藥物也只是延緩死亡,并不能實(shí)現(xiàn)“功能性治愈”。

科學(xué)家的共識(shí):艾滋病是可能被治愈的

近日,協(xié)和醫(yī)院公布發(fā)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首例“陰性艾滋病”患者,也是世界首例成人HIV抗體陰性艾滋病合并肺卡波西肉瘤病例,可謂是為原本就無(wú)望治愈的艾滋病研究又蒙上了一層陰影:HIV抗體檢測(cè)為陰性,卻依然可能感染艾滋病。

但是針對(duì)中國(guó)的情況,清華大學(xué)艾滋病綜合研究中心主任張林琦表示:“我覺(jué)得艾滋病的功能性治愈是非常有希望的,相關(guān)技術(shù)尤其是抗體和免疫治療技術(shù)提供了前所未有的機(jī)遇。”

此外,他還指出,某些感染HIV的人群可以在8年到10年內(nèi),甚至終身不發(fā)病,這說(shuō)明人體本身也許就能抵抗HIV,只是科學(xué)家尚未找到其中關(guān)鍵的“命門(mén)”。隨著研究的不斷深入和細(xì)化,科學(xué)家最終能找到HIV的致命弱點(diǎn)。

既然一時(shí)半會(huì)兒沒(méi)有好辦法根治,我們看看現(xiàn)在科技的發(fā)展是怎么幫助我們將危害降到最低的。

科技中的“歪門(mén)邪道”是當(dāng)下解決問(wèn)題的關(guān)鍵

第三代試管嬰兒技術(shù):

 

全球每年有240萬(wàn)感染HIV病毒的夫妻通過(guò)試管生育孩子,寶寶健康的比率占到99.99%。由于目前病毒性肝炎患者在中國(guó)已不是問(wèn)題,但是對(duì)于艾滋患者的技術(shù)在國(guó)內(nèi)卻無(wú)法實(shí)現(xiàn),所以針對(duì)這一問(wèn)題,采用第三代試管嬰兒技術(shù)可以為艾滋病父母帶來(lái)健康寶寶。

洗精術(shù):

 

研究表明,男性的精液隱藏了大量的病毒,針對(duì)這一問(wèn)題,馬來(lái)西亞頂尖醫(yī)療機(jī)構(gòu)Fertility Associates 聯(lián)合生殖醫(yī)院可以提供免費(fèi)的洗精服務(wù)。

洗精術(shù)是由意大利米蘭大學(xué)的奧古斯都等教授發(fā)明的新技術(shù),它就是通過(guò)醫(yī)學(xué)手段,從精液中分離出健康精子,再通過(guò)和卵子體外結(jié)合,最后將健康胚胎植入母體,保證母體和胚胎都健康安全。

人工智能

再來(lái)看看最新火熱的人工智能在HIV診斷和治療過(guò)程中都貢獻(xiàn)了哪些力量:

為了讓診斷過(guò)程更快速,美國(guó)三角洲州立大學(xué)的Akazue Maureen等人將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊推論系統(tǒng)相結(jié)合,組成一個(gè)神經(jīng)模糊系統(tǒng)(neuro-fuzzy system),生成了一個(gè)通過(guò)癥狀來(lái)判斷病人HIV感染風(fēng)險(xiǎn)的模型。

這個(gè)系統(tǒng)能夠自我學(xué)習(xí)和自我適應(yīng),處理醫(yī)學(xué)診斷中不確定和不精確的數(shù)據(jù),克服單個(gè)醫(yī)生分析癥狀的局限性,以輔助醫(yī)生對(duì)病情進(jìn)行最初的判斷。

再來(lái)看看治療過(guò)程:

目前治療過(guò)程患者主要通過(guò)服用藥物來(lái)緩解病情,但是服用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),患者會(huì)產(chǎn)生抗藥性,怎樣合理用藥才能獲得最佳的治療效果呢?

對(duì)此,南非夸祖魯納塔爾大學(xué)和美國(guó)弗羅里達(dá)大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究者就將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)和定量構(gòu)效關(guān)系(QSAR)相結(jié)合,開(kāi)發(fā)出一種能預(yù)測(cè)最大推薦用藥劑量的方法。他們從FDA數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取了每種藥物的分子量、水溶解性、親油性、生物轉(zhuǎn)化半衰期、氧化半衰期、生物降解概率等詳細(xì)數(shù)據(jù),并用訓(xùn)練集構(gòu)建了一個(gè)多元線性回歸和反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果,他們的模型顯示出抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物的水溶性與最大劑量中度相關(guān),或許有助于更加安全有效的HIV療法。

而在抗藥性方面,幾年前,英國(guó)艾滋病毒抗性反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)的科學(xué)家用1154個(gè)臨床數(shù)據(jù)(基因型、基線病毒載量等)訓(xùn)練了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),預(yù)測(cè)的病毒反應(yīng)與實(shí)際反應(yīng)高度相關(guān)(r2 = 0.53; P < 0.00001),但是對(duì)陌生診所的數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)度并不高,還需要進(jìn)一步研究。

打敗艾滋病需要國(guó)際合作,大數(shù)據(jù)融合

艾滋病在不同地區(qū)有不同的感染情況,所謂“知己知彼,百戰(zhàn)不殆”,想要徹底根治這一疾病,需要國(guó)內(nèi)和國(guó)際的合作,將案例數(shù)據(jù)整合研究,找出共性。

對(duì)此,張林琦說(shuō):“在抗體研究方面,中國(guó)的HIV感染者群體中,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)‘精英感染者(感染HIV病毒后長(zhǎng)期病情無(wú)進(jìn)展的感染者)’,分離抗體面臨極大困難。而最近幾年出現(xiàn)的很多抗體,幾乎全由美國(guó)科學(xué)家研制而成,相關(guān)的‘精英感染者’由這些科學(xué)家從全球各地找到。因此,我們必須與國(guó)外開(kāi)展合作,將其技術(shù)引入優(yōu)化,與中國(guó)的創(chuàng)新和患者的實(shí)際情況相結(jié)合,才能率先研發(fā)成功新一代治療方案,乃至根治的方法。”

未來(lái),聯(lián)合大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、AI醫(yī)療等技術(shù),筆者相信將會(huì)加速對(duì)抗艾滋的研究進(jìn)展。

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