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首例!AI設計出新病毒 專家警告生物安全「迫在眉睫」

噬菌體病毒感染細菌並在其內部複製的示意圖,並非史丹佛大學團隊的研究成果。

美國史丹佛大學研究人員表示,他們已成功利用人工智慧(AI)設計出功能完整、且能在實驗室中自行複製的全新病毒。這是人類史上首次由 AI 成功設計出「完整基因體」(whole genomes)。此研究創造的16種新型病毒專門用來感染細菌,對人體不具任何威脅。此一突破被譽為科學界「極其重要的轉折點」,有望開啟疾病治療的新時代,但專家也提出警示。

AI研發抗生素的難度小多了

英國廣播公司(BBC)報導,AI工具發展迅猛,先前已被用於研發新型抗生素,但與從零開始設計出一款具備生存與繁殖能力的新病毒相比,研發抗生素的難度小多了。

史丹佛大學助理教授布萊恩希(Brian Hie)接受BBC採訪時表示:「這是生成式 AI 在設計複雜度上的重大進展。這是生成式AI首次被用來設計完整的基因體,它能在細胞內進行複製並發揮其他功能。對我們來說完全是全新領域。」這項技術的運作原理類似於ChatGPT等預測文字序列的大型語言模型。不同的是,名為「Evo1」與「Evo2」的AI模型預測的不是文字,而是生命的語言。這些AI模型接受來自病毒、細菌、植物與人類的基因碼訓練,隨後經由精細微調,用來生成一種稱為「噬菌體」(bacteriophage)的病毒,這類病毒只會感染特定的細菌物種。

合成16種能消滅大腸桿菌的病毒

史丹佛研究團隊挑選出最具潛力的302種AI設計,在實驗室將其合成。其中16種被證實能有效消滅大腸桿菌。該研究實驗室博士生金恩回憶,他們是在凌晨時分發現這些噬菌體真的起作用。

當時科學家將噬菌體滴入培養著一層厚厚細菌的培養皿中,靜靜等待這些新病毒享用大餐的跡象。金恩說:「我們開始看到培養皿上出現一個個清晰的透明斑點,那一刻真的讓人無比興奮!」研發出全新的噬菌體,有望為對抗具抗藥性的細菌感染,開闢全新的治療途徑。希認為,此技術透過開發新藥與新療法,具備「大幅改善人類健康」的巨大潛力。

在發表於頂尖期刊《科學》(Science)的專文評論中,約翰霍普金斯大學健康安全中心英格斯比博士(Dr. Thomas Inglesby)與漢克博士(Dr. Moritz Hanke)寫道,AI設計新病毒的發現引發了「迫在眉睫的生物安全與生物安保議題」。

研究人員採取最嚴格安全措施

研究人員採取了最嚴格的安全措施。他們在AI訓練資料庫中事先剔除了能感染複雜生物體的病毒,並將研究對象嚴格限制在「噬菌體」而非會感染人類的病毒,整個過程均在高度安全防護的實驗室中進行。

西班牙龐培法布拉大學(Pompeu Fabra University)合成生物學實驗室的古埃爾(Marc Güell)教授指出,這項研究是一個「極為重要的轉折點」,因為這是「歷史上人類首次開始在電腦上設計生物學」。

編輯 / 羅志光

【巴西華人資訊網】