VaxSeer เทพธิดาพยากรณ์: AI ฉลาดเลือกวัคซีนไข้หวัดใหญ่!
เคยสงสัยไหมว่าทำไมวัคซีนไข้หวัดใหญ่บางตัวดูเหมือนจะได้ผลดีกว่าตัวอื่น?
นี่เป็นเรื่องที่ยุ่งยาก และนักวิทยาศาสตร์ต้องต่อสู้กับไวรัสที่วิวัฒนาการอย่างรวดเร็วอยู่ตลอดเวลา แต่จะเป็นอย่างไรถ้าปัญญาประดิษฐ์สามารถช่วยเราทำนายอนาคตของไข้หวัดใหญ่และทำให้วัคซีนของเรามีประสิทธิภาพมากขึ้น? นักวิจัยจาก MIT ได้พัฒนาระบบ AI ที่ชื่อว่า "VaxSeer" ที่มีเป้าหมายเพื่อทำสิ่งนี้!
1. เมื่อวัคซีนไข้หวัดใหญ่: เป้าหมายที่เคลื่อนที่
ไวรัสไข้หวัดใหญ่มีความสามารถในการปลอมตัว โดยเปลี่ยนรูปร่างอยู่ตลอดเวลา หมายความว่าสายพันธุ์วัคซีนที่คณะกรรมการองค์การอนามัยโลก (WHO) แนะนำสองครั้งต่อปีอาจไม่ตรงกับไวรัสที่แพร่ระบาดจริงในฤดูไข้หวัดใหญ่เสมอไป ความไม่สอดคล้องนี้อาจทำให้ประสิทธิภาพของวัคซีนลดลง บางครั้งต่ำกว่า 40% ในสหรัฐฯ ระหว่างปี 2012-2021 เรื่องนี้เป็นความท้าทายต่อการควบคุมการแพร่ระบาดเพราะการผลิตวัคซีนไข้หวัดใหญ่แบบไม่มีชีวิตใช้เวลา 6-9 เดือน ดังนั้นต้องเลือกสายพันธุ์ล่วงหน้านานมาก จึงต้องการความแม่นยำเป็นอย่างสูง
เจ้าไวรัสตัวร้าย
2. VaxSeer: เทพธิดาพยากรณ์ สำหรับวัคซีน
VaxSeer ใช้การประมวลผลด้วยคอมพิวเตอร์ ที่ออกแบบมาเพื่อทำนายว่าวัคซีนชนิดไหนจะตรงกับไวรัสที่จะเกิดขึ้นในอนาคต แทนที่จะพึ่งพาข้อมูลย้อนหลังเพียงอย่างเดียว VaxSeer จึงคาดการณ์ "ความตรงกันของแอนติเจน" ระหว่างสายพันธุ์วัคซีนและไวรัสที่คาดว่าจะแพร่ระบาดในฤดูกาลที่จะมาถึง ลองนึกภาพว่ามันเป็นการให้นักวิทยาศาสตร์มองเห็นอนาคตของไข้หวัดใหญ่ได้ชัดเจนขึ้น ช่วยพวกเขาเลือกสายพันธุ์วัคซีนที่ดีที่สุด
3. VaxSeer มองอนาคตอย่างไร: ตัวทำนายอัจฉริยะสองตัว
VaxSeer ใช้ระบบสมองกล 2 ส่วนที่ชาญฉลาดในการทำนาย:
ส่วนแรกคือ โมเดลทำนายสายพันธุ์เด่น (Dominance Predictor): โมเดล AI นี้เรียนรู้จากฐานข้อมูลขนาดใหญ่ของลำดับโปรตีนไวรัส (โดยเฉพาะโปรตีน Hemagglutinin หรือ HA ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญสำหรับการติดเชื้อและการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน) และวันที่รวบรวม
จากนั้นจึงทำนายว่าไวรัส สายพันธุ์ไหนจะกลายเป็นสายพันธุ์เด่น (พบได้บ่อยที่สุด) ในฤดูไข้หวัดใหญ่ในอนาคต แตกต่างจากโมเดลแบบดั้งเดิมที่สมมติว่าภูมิทัศน์ไวรัสคงที่ VaxSeer คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงแบบตลอดเวลา ที่ส่งผลให้ไวรัสที่เหมาะสม กลายเป็นสายพันธุ์ที่โดดเด่น โดย Vaxseer ใช้โมเดลภาษาขั้นสูงและสมการเชิงอนุพันธ์สามัญ (ODE) ซึ่งช่วยทำนายว่าไวรัสจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาอย่างไร
อีกส่วนคือ โมเดลทำนายคุณลักษณะของแอนติเจน (Antigenicity Predictor): โมเดลส่วนนี้ของ VaxSeer ทำนายว่าวัคซีนจะปกป้องจากไวรัสสายพันธุ์ที่เจาะจงได้อย่างมีประสิทธิภาพแค่ไหน มันนำลำดับโปรตีนของทั้งวัคซีนและไวรัสที่หมุนเวียน จากนั้นคาดการณ์ผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการ (เช่น การทดสอบ HI) ที่วัดว่าแอนติบอดี้จากวัคซีนสามารถยับยั้งไวรัสได้ดีแค่ไหน สิ่งนี้ช่วยลดความจำเป็นในการทำการทดลองในห้องปฏิบัติการที่ใช้เวลานานและมีราคาแพง
การทำนายทั้งสองนี้จะถูกรวมกันเพื่อคำนวณ "คะแนนความครอบคลุม" สำหรับผู้สมัครวัคซีนแต่ละตัว คะแนนความครอบคลุมที่สูงกว่าหมายถึงการทำนายความตรงกันของแอนติเจนกับไวรัสที่ครอบงำในอนาคตได้ดีกว่า
4. วิธีที่ชาญฉลาดกว่าในการต่อสู้กับไข้หวัดใหญ่: ผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้น!
VaxSeer แสดงให้เห็นศักยภาพที่น่าทึ่ง:
การเลือกสายพันธุ์ที่ดีขึ้น: ในการประเมินย้อนหลังเป็นเวลา 10 ปี VaxSeer เลือกสายพันธุ์ที่มีความตรงกันของแอนติเจนเชิงประจักษ์กับไวรัสที่หมุนเวียนได้ดีกว่าคำแนะนำประจำปีของ WHO อย่างสม่ำเสมอ สำหรับ A/H3N2 VaxSeer เอาชนะ WHO ใน 9 จาก 10 ปี และสำหรับ A/H1N1 ใน 6 จาก 10 ปี
การทดสอบย้อนกลับ Vaxseer คาดการณ์สายพันธุ์ได้เเม่นยำมาก
ความสัมพันธ์สูงกับประสิทธิภาพ: คะแนนความครอบคลุมที่ทำนายโดย VaxSeer แสดงความสัมพันธ์อย่างแรงกับประสิทธิภาพของวัคซีนในโลกจริง (r = 0.861, P = 0.0014) และยังสัมพันธ์เชิงบวกกับการลดภาระโรค (เช่น การเข้ารับการรักษาและการเจ็บป่วยที่หลีกเลี่ยงได้) ที่จริงแล้ว วัคซีนที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า (≥40%) มีคะแนนความครอบคลุมที่ทำนายได้สูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญ
เร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากขึ้น: โดยการคัดกรองผู้สมัครวัคซีนที่เป็นไปได้จำนวนมากอย่างรวดเร็ว "in silico" VaxSeer สามารถระบุผู้สมัครที่มีแนวโน้มดีที่สุดสำหรับการยืนยันในห้องปฏิบัติการหรือการคลินิกต่อไป ประหยัดเวลาและทรัพยากรอย่างมาก
5. อนาคตของ VaxSeer?
แม้ว่า VaxSeer จะเป็นก้าวกระโดดครั้งใหญ่ นักวิจัยกำลังมองหาวิธีทำให้มันดียิ่งขึ้น:
นอกเหนือจากโปรตีน HA: ขณะนี้ VaxSeer มุ่งเน้นไปที่โปรตีน HA แต่โปรตีนไวรัสอื่น ๆ ก็มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของวัคซีนเช่นกัน การรวมสิ่งเหล่านี้เข้าไปอาจให้ภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น
การสำรวจวัคซีนใหม่:เนื่องจากตัวทำนายแอนติเจนิซิตี้ทำงานกับลำดับโปรตีน จึงสามารถช่วยออกแบบสายพันธุ์วัคซีนใหม่ทั้งหมดที่ไม่เคยมีอยู่ในธรรมชาติ เปิดประตูสู่การออกแบบวัคซีนขั้นสูง
การคำนึงถึงไวรัสใหม่: โมเดลสามารถปรับปรุงให้ทำนายและรวมลำดับไวรัสใหม่ทั้งหมดที่อาจปรากฏขึ้นในฤดูไข้หวัดใหญ่ แทนที่จะเป็นเพียงสิ่งที่สังเกตได้แล้ว
โดยสรุป VaxSeer เน้นย้ำถึงศักยภาพที่น่าทึ่งของการเรียนรู้ของเครื่องในการช่วยเหลือนักวิทยาศาสตร์ในการค้นพบและพัฒนาวัคซีนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเสนอเครื่องมือใหม่ที่ทรงพลังในการต่อสู้อย่างต่อเนื่องกับโรคติดเชื้อที่วิวัฒนาการอย่างรวดเร็ว เช่น ไข้หวัดใหญ่
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
