目前，全球范围内有超过700000名渐冻症患者，时光派于6月26日报道的全球首个赛博格（半机械人）彼得2.0（Peter Scott-Morgan）生前便患有这种疾病（相关阅读：《全球首个半机械人去世，赛博格之路不通向长寿/永生？》）。天体物理学泰斗斯蒂芬·霍金，以及新冠疫情肆虐武汉时的人民英雄、金银潭医院张定宇院长（电影《中国医生》中张涵予扮演的张竞予院长原型）也同样饱受渐冻症折磨。

罹患此病后，人会失去自主肌肉运动能力，无法行走、说话、进食，最终无法呼吸。这种异常“凶残”的神经退行性疾病的病情恶化速度通常很快，从症状出现开始，患者的平均预期寿命只有2到5年。但遗憾的是，现有已获批准的治疗药物也不能阻止或逆转功能丧失。

Insilico Medicine是一家处于临床阶段的人工智能驱动的端到端式药物研发公司。该公司研究团队借助其专有AI驱动目标识别引擎PandaOmics™进行了大量数据集搜索，并最终确定了多个与肌萎缩侧索硬化症（ALS，后称渐冻症）相关的基因，这些基因可以成为新疗法的靶点。该研究是历史上最大、最全面的渐冻症研究项目，研究结果于6月28日发表在Frontiers in Aging Neuroscience上。

PandaOmics™是Insilico专有的AI驱动目标识别引擎，研究团队利用这一引擎分析了来自公共数据集的中枢神经系统（CNS）的DNA微阵列和RNA测序数据集，以及来自Answer ALS项目的诱导性多功能干细胞衍生的运动神经元（diMN）的转录组和蛋白质组数据。

经分析，研究团队从CNS和diMN样本中筛选出了28个新的潜在治疗靶点，其中17个为高置信度靶点。但AI筛选出的靶点是否能通过实验的检验呢？随后，研究团队运用了模拟渐冻症最常见遗传原因的果蝇模型，通过调节28个“候选靶点”在果蝇中的表达水平并观察果蝇的变化来验证其相关性。结果显示，有18个靶点通过了验证，表明其与渐冻症具有显著功能相关性。

图：在与ALS发病机制相关途径中提出了几个靶点（标记为绿色）包括神经元细胞死亡、氧化应激、神经炎症和蛋白质稳态功能障碍

值得注意的是，在这些靶点中有8个此前从未报道过的基因，包括KCNB2、KCNS3、ADRA2B、NR3C1、P2RY14、PPP3CB、PTPRC和RARA，研究人员通过抑制这些基因的表达成功逆转了果蝇眼部的神经退行性变性，使其恢复正常表型。

Insilico Medicine创始人兼首席执行官Alex Zhavoronkov博士说：“这项合作研究的结果充分表明，将人类专业知识与人工智能工具结合起来就会碰撞出精彩的火花——面对从前一筹莫展的疾病，能够精准锁定新治疗靶点。”“这仅仅是个开始。”

清华大学教授鲁白博士也参与了该项研究，他在接受采访时表示：“从基于海量数据集的AI驱动目标发现，到通过多个模型系统（果蝇、小鼠、人类IPS细胞）进行生物学验证，再到通过研究者发起的试验（IIT）进行的快速临床测试，这代表了一种新趋势，可能会显着降低成本和时间，更重要的是开发药物的成功率，尤其是针对神经退行性疾病的药物。”

我们期待着在未来，更多新途径能应用于渐冻症药物研发，帮助我们更好地了解这种罕见且致命的神经肌肉疾病；也同样期待着人工智能和大数据可以更加全面、精准地赋能医学研究，为全人类健康事业发展再添助力。

该研究由Insilico大湾区团队负责人Frank Pun博士领导，来自梅奥诊所、苏黎世大学、清华大学、4B Technologies、约翰霍普金斯医学院、哈佛医学院和巴克衰老研究所的研究人员也为这项研究做出了贡献。

—— TIMEPIE ——