AI首次设计完整病毒基因组

据英国广播公司（BBC）当地时间8月6日报道，美国研究人员表示，人工智能已被用于设计全新的病毒。由斯坦福大学和Arc Institute的Brian Hie（布赖恩·希）团队开展的这项研究，标志着生成式AI首次成功设计出完整的病毒基因组。相关研究结果于周四发表在《科学》杂志上。

研究人员使用了名为Evo 1和Evo 2的基因组语言模型，这些模型通过病毒、细菌、植物和人类的遗传编码进行训练。其工作方式与ChatGPT等大语言模型类似，但预测的是“生命的语言”而非文字。研究团队以经典的ΦX174噬菌体作为设计模板，在302个实际测试的AI设计方案中，最终制造出16种能够繁殖且能有效杀灭大肠杆菌的新型噬菌体。其中部分设计在裂解动力学或竞争实验中表现优于天然ΦX174，且由AI设计的噬菌体组合可克服3株大肠杆菌已形成的ΦX174抗性。

医疗潜力与科学意义

斯坦福大学助理教授布赖恩·希表示，这意味着生成式AI设计的生物系统复杂程度向前迈进了一步，这是一个全新的领域。由于噬菌体仅感染特定种类的细菌，且本次设计的病毒不对人类构成威胁，该突破被认为是科学领域的“一个非常重要的转折点”。

在应用前景方面，开发新型噬菌体可能为治疗对抗生素产生耐药性的感染提供新方法，噬菌体疗法被视为应对耐药性细菌感染增加的潜在解决方案。布赖恩认为，这项技术有望通过开发新药和新疗法大幅改善人类健康。

生物安全挑战与应对措施

尽管取得了突破，专家警告由AI设计病毒带来了“迫在眉睫”的生物安全和生物安保问题。外界担忧该技术可能被恶意利用于制造新疾病。约翰霍普金斯大学健康安全中心的专家明确指出，不应开展运用AI设计可能引发疾病的新型病毒研究。

针对安全风险，斯坦福大学研究人员表示已采取多项措施：首先，在训练数据库中排除了能感染复杂生物体的病毒；其次，选择以噬菌体而非感染人类的病毒作为研究对象；最后，所有实验均在实验室的安全环境中进行。

技术背景

研究指出，虽然这是生成式AI首次直接设计完整且可运行的病毒基因组，但人类此前已具备从DNA制造病毒的能力。例如2002年，纽约州立大学石溪分校研究人员曾根据已知序列组装出具有感染性的脊髓灰质炎病毒，证明了只要基因组信息公开，即可从“信息”还原为“实体”。