03【中文】疫情特别节目 | 如何消灭病毒？加速中的疫苗研发

精华笔记 

随着全球疫情的不断蔓延，越来越多的国家被卷入这场疫情之中。这场全球性的疫情不仅在人们社交出行等方面对人们产生影响，更对各国公共医疗部门产生了巨大挑战。

一、哨声响起，迎来的不是“短跑”而是“马拉松”

在新冠疫情爆发初期，2020年1月10日，在发现第一批新冠聚集性病例几天内，就公布了新冠病毒的完整基因序列。1月13日，仅三天后，美国生物医学创业公司莫德纳，就研制出了一支候选疫苗，这成了一场激烈的全球疫苗研发和人体测试准备竞赛的起点。2020年3月初，莫德纳开始了其疫苗的人体试验。同时间，中国康希诺生物公司也宣布开启自家候选疫苗的临床试验。到今年五月，世界卫生组织已经列出了全世界上超过七十种疫苗。这些疫苗都已研制完成，并处在不同的开发与试验阶段。

对人类来说，这是个了不起的成就。但疫苗的问世需要不断的重复实验，各国都需要花费大量的时间及成本来推进疫苗的研究，因此对抗新冠疫情我们需要面对的不是“短跑”运动，而是一场漫长的“马拉松”。

二、大数据与人工智能在疫苗研发中的作用

首先，无论哪个国家，疫苗研究者想要研究出有效的疫苗，第一步就需要对这个病毒深入了解。针对这一目标，首先要做的是获取病毒图像，从而了解它的独特形状，还有它与人体细胞的相互作用方式。研究者在这一过程中使用专业的显微镜把100纳米病毒放大，从而分析、解读和视觉化显微镜生成的数据，这之中便运用了各种大数据。

随着芯片技术的不断进步，电脑可以更快更稳定的利用大数据和人工智能技术对搜集到的数据进行计算分析。研究者利用了计算机技术，对新冠病毒进行基因测序，从而大大提升了疫苗问世的效率，为全球疫情的结束做出巨大贡献。

其次，除对病毒基因测序外，在有关新冠疫情的学术研究中，大数据及人工智能也发挥了重要的作用。有精尖研究小组联合建立了新冠肺炎开放研究数据集，其中容纳了超过十万篇与新冠相例如线上平台Kaggle，它不仅让全世界的研究者和数据科学家能够访问这个研究疫情的数据集，还为悬而未决的重要小型问题提供现金奖励。

最后，大数据和人工智能技术在研究基因信息生成的蛋白质的折叠方式上也提供了关键帮助。英国公司深度思维（DeepMind）发布了阿尔法折叠软件。它是能够预测未知蛋白质折叠方式的深度学习系统，其方式是通过向自动检验大量已知蛋白质结构学习。这一人工智能系统用这种方式推导出了隐藏（及复杂）的折叠规则，从而协助全球疫苗研究者更快地识别病毒结构，用它们鉴别和攻击病毒。如同不需要患者本人，只要拥有关于对方的简单描述，便能得出X光照片。它拥有节省大量时间和精力的潜力。 

三、大数据及人工智能推动了药物的研究开发

即使我们最终找到了疫苗，并成功通过人体试验，证实它对人类有效且安全，我们还要大量生产，并为几十亿人类注射。因此，长期看来，我们需要不止一种疫苗，同时如果病毒极大变异，我们还需与它保持步调一致，研发出高阶或变种疫苗，并持续接种。

因为时间非常紧迫，寻找针对新冠肺炎的药物科学家们，也更着重于已知物质和成分，而不是研发新产品。所幸我们有数百万已知化合物的大型数据集和人工智能工具，可以帮助研究人员筛查大量化合物，从而找到一种药物的最佳成分。例如，美国的阿贡实验室使用人工智能技术，每二十四小时就筛选十亿种可能的药物组合。这种以大数据和人工智能为主导的生成化学方法，很可能会催生出第一种真正有效的新冠肺炎药物。大数据及人工智能技术在疫情期间的药物研究中起到了至关重要的作用。