跳动城乡网在北卡罗来纳大学夏洛特分校健康和环境风险预测计算智能中心 (CIPHER) 和卡纳波利斯北卡罗来纳研究园区的研究人员领导的一项新研究中，大学学者发现证据表明，最新变种的 H5N1 流感病(通常称为禽流感)比以前的病更善于逃避抗体，包括人类抗体。
2024 年 6 月，美国农业部报告称，2022 年至 2024 年间，已有 300 多只哺乳动物感染了 H5N1 病。世界卫生组织最近报告称，仅在 2024 年，就有大约 5 人感染了 H5N1，“但对人类健康的更广泛潜在影响仍不清楚”，北卡罗来纳大学夏洛特分校的研究人员写道。
利用北卡罗来纳大学夏洛特分校和北卡罗来纳州议会对高性能计算研究和人工智能辅助计算分析的投资，大学研究人员在了解 H5N1 病蛋白和抗体之间的具体相互作用方面取得了进展，目标是这些发现将为设计更强、更有效的病疫苗提供信息。
该项目由第一作者 Colby T. Ford 领导，他是 CIPHER 数据科学访问学者，也是位于夏洛特的初创公司 Tuple, LLC 的创始人，此外还有计算机与信息学院的应届学生 Shirish Yasa、Khaled Obeid 和 Sayal Guirales-Medrano，以及生物信息学和基因组学系教授 Richard Allen White III 和 Daniel Janies。Tuple, LLC 也是该项目的合作伙伴。
“从历史上看，我们解答生物学问题的能力受限于传统实验室流程的吞吐量。然而，今天，通过看似无限规模的高性能和云计算，我们利用人工智能和其他建模工具以计算方式解答这些问题，”福特说。“在这项研究中，我们的目标是更具前瞻性，在重大事件让我们措手不及之前预测 H5N1 流感的潜在健康影响。”
该项研究以 CIPHER 先前对 SARS-CoV-2 冠状病变体及其逃避抗体的能力的研究为基础，基于从 1,804 个计算实验中提取的数据以及对 1959 年至 2024 年期间收集的 18,508 个 H5N1 蛋白质序列的深入系统发育分析。CIPHER 学者还可视化了 H5N1 历史上发现的地理和宿主变化。
根据这项研究，与从鸟类到哺乳动物的“宿主转移”有关的病突变对抗体结合和抵抗 H5N1 的能力具有统计学上显著的负面影响。研究人员还发现，根据观察到的 H5N1 从鸟类传播到哺乳动物的宿主物种和地理位置的多样性，似乎没有一个单一的中心宿主物种或地点与 H5N1 的传播有关。
这表明该病在不久的将来很有可能从流行病发展为大流行。
这项研究是北卡罗来纳大学夏洛特分校努力利用先进的计算研究方法更好地了解和对抗全球传染病的最新例证。
“我们正在进入分子流行病学的全新时代，我们将提供超越疾病监测的功能性洞察。”CIPHER 联合主任、Carol Grotnes Belk 生物信息学和基因组学杰出教授 Janies 说道。
“我们证明，可以利用高性能计算和人工智能快速分析大型数据集，以评估我们对 H5N1 等重要问题的准备情况，该病正在迅速传播到新的宿主和地区，包括美国的牛和农场工人。”
“H5 相关的禽流感 A 是一种新出现的人类病原体，同时也是野生动物中持续流行的两年多来，”生物信息学助理教授怀特说。“我们的预测研究为未来在对抗新出现的病原体的备竞赛中使用人工智能提供了一个窗口。”
