AI時(shí)代下如何治愈艾滋???
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)于匿名檢測艾滋病的數據: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”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%,遠高于常規檢測的陽(yáng)性率水平。
再來(lái)看2017年聯(lián)合國艾滋病規劃署公布的一組數據:
全世界艾滋病病毒感染者的數量:3670萬(wàn),相較此前上升60萬(wàn);
使用抑制HIV病毒的抗逆轉錄病毒藥物的人數:1950萬(wàn);
去年的艾滋病相關(guān)死亡人數:100萬(wàn);
去年新增艾滋病毒感染人數:180萬(wàn);
在非洲東部和南部,感染艾滋病病毒的人數最多: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)現之初, 病人都是年輕的男同性戀者,因此AIDS一度被認為是同性戀病,后在科學(xué)家對此病傳染致因的持續研究下,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)是導致艾滋?。ˋIDS)的病毒,它會(huì )影響一個(gè)人的免疫系統,并降低其抵抗感染的能力。
HIV作為病毒,必須進(jìn)入細胞才能繼續其生活(整合、復制、釋出等)及感染,而在這一過(guò)程中,目前發(fā)現的主要關(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喜歡的細胞是只有人體內才有的CD4分子細胞,主要有T4淋巴細胞、單核巨噬細胞、樹(shù)突狀細胞等。
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)達的現在,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 )使用逆轉錄酶把RNA整合到細胞的DNA中,而在這一過(guò)程中,HIV有大量突變的機會(huì );HIV整合到寄主細胞的DNA中后,會(huì )保持數年的休眠狀態(tài),并且它只是一個(gè)DNA片段,免疫系統都不會(huì )對它作出反應。
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“功能性治愈”
但是針對漫漫的艾滋病不同發(fā)病階段,各國科學(xué)家也是不遺余力的在研發(fā)最新的技術(shù)以根除它。
針對如何檢測出艾滋病,近日,斯泰倫博斯大學(xué)(SU)的研究人員發(fā)現人類(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,但是會(huì )有抑郁、健忘等不易察覺(jué)的癥狀出現。對此,研究人員通過(guò)功能性磁共振成像(fMRI)得出人們感染HIV后大腦萎縮的區域,以及萎縮程度與腦功能損害之間的聯(lián)系。
這一發(fā)現不僅可以幫助準確檢測出艾滋病,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,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)一步刺激機體的免疫系統對這些受到感染的細胞進(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,而現在最為常用的長(cháng)效藥物也只是延緩死亡,并不能實(shí)現“功能性治愈”。
科學(xué)家的共識:艾滋病是可能被治愈的
近日,協(xié)和醫院公布發(fā)現了國內首例“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抗體檢測為陰性,卻依然可能感染艾滋病。
但是針對中國的情況,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遇。”
此外,他還指出,某些感染HIV的人群可以在8年到10年內,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(zhù)研究的不斷深入和細化,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已不是問(wèn)題,但是對于艾滋患者的技術(shù)在國內卻無(wú)法實(shí)現,所以針對這一問(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,針對這一問(wèn)題,馬來(lái)西亞頂尖醫療機構Fertility Associates 聯(lián)合生殖醫院可以提供免費的洗精服務(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)程中都貢獻了哪些力量:
為了讓診斷過(guò)程更快速,美國三角洲州立大學(xué)的Akazue Maureen等人將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )與模糊推論系統相結合,組成一個(gè)神經(jīng)模糊系統(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)險的模型。
這個(gè)系統能夠自我學(xué)習和自我適應,處理醫學(xué)診斷中不確定和不精確的數據,克服單個(gè)醫生分析癥狀的局限性,以輔助醫生對病情進(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(cháng),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?
對此,南非夸祖魯納塔爾大學(xué)和美國弗羅里達大學(xué)醫學(xué)院的研究者就將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(ANN)和定量構效關(guān)系(QSAR)相結合,開(kāi)發(fā)出一種能預測最大推薦用藥劑量的方法。他們從FDA數據庫中獲取了每種藥物的分子量、水溶解性、親油性、生物轉化半衰期、氧化半衰期、生物降解概率等詳細數據,并用訓練集構建了一個(gè)多元線(xiàn)性回歸和反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。結果,他們的模型顯示出抗逆轉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,英國艾滋病毒抗性反應數據庫的科學(xué)家用1154個(gè)臨床數據(基因型、基線(xiàn)病毒載量等)訓練了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò ),預測的病毒反應與實(shí)際反應高度相關(guān)(r2 = 0.53; P < 0.00001),但是對陌生診所的數據的預測度并不高,還需要進(jìn)一步研究。
打敗艾滋病需要國際合作,大數據融合
艾滋病在不同地區有不同的感染情況,所謂“知己知彼,百戰不殆”,想要徹底根治這一疾病,需要國內和國際的合作,將案例數據整合研究,找出共性。
對此,張林琦說(shuō):“在抗體研究方面,中國的HIV感染者群體中,沒(méi)有發(fā)現‘精英感染者(感染HIV病毒后長(cháng)期病情無(wú)進(jìn)展的感染者)’,分離抗體面臨極大困難。而最近幾年出現的很多抗體,幾乎全由美國科學(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,我們必須與國外開(kāi)展合作,將其技術(shù)引入優(yōu)化,與中國的創(chuàng )新和患者的實(shí)際情況相結合,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)合大數據、計算機科學(xué)、AI醫療等技術(shù),筆者相信將會(huì )加速對抗艾滋的研究進(jìn)展。
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