问题:10月2021年

人工智能-试图加快疫苗开发,以抗击下一次大流行


介绍

丹麦公司Evaxion Biotech A/S正在使用最先进的数学模型和算法,试图改变药物发现和开发。在Covid-19在世界各地产生巨大影响之后,Evaxion目前正将这种方法应用于疫苗开发,以防止下一次大流行。

自2008年以来,Evaxion公司的科学家和软件工程师已经开发了一个平台,利用人工智能(AI)来追踪逃避免疫系统的抗原留下的痕迹。这些最先进的硅工具整合了生物数据、人工智能和超级计算,旨在改变和加速免疫疗法的发现和开发方式。这种方法是Evaxion应对世界上两大健康威胁——传染病和癌症——的管道的基础。

Evaxion现在利用其技术和专业知识与新平台乌鸦,目标是迅速应对新兴病毒疾病。Raven旨在迅速识别针对新出现或突变病毒的新型疫苗候选者,这可能是根据竞技的独特制造过程的临床开发。Evaxion认为,这一令人兴奋的新颖平台有可能限制或阻止似乎无处可行的疾病的显着人类影响和成本,并在世界各地传播。

加快传统药物开发

预测引起预期免疫反应的蛋白质和表位的特性是一项复杂的工作。传统的蛋白质药物开发需要反复进行分子设计、化学合成和实验测试。这很昂贵,需要很长时间,并且失败率很高。

Evaxion公司提出的新型免疫疗法和疫苗开发方案基于EDEN、PIONEER和RAVEN三个平台,Evaxion公司认为这三个平台能够准确预测蛋白质和表位的关键特性,从而使新型的、个性化的免疫疗法和疫苗的快速开发成为可能。

这使得Evaxion的发现团队能够从一开始就设计和合成优化的蛋白质和表位,这可能大大减少了识别候选发展所需的时间和成本,通过预测蛋白质或表位靶点的生物功能和效果,可能会增加这些药物进入临床开发并最终进入市场的机会。

乌鸦平台将来自伊甸园和先驱的元素结合起来,旨在选择疫苗的最佳目标,以迅速响应出现或突变病毒性疾病。在创建病毒特异性掠夺平台时,evaxion培养了伊甸园鉴定B细胞抗原并将其与来自先驱的算法组合以鉴定T细胞表位以优化靶抗原。该项目由丹麦国家的创新基金丹麦支持DKK 500万(USD800,000)的资金来建立一个响应平台,以便快速识别未来病毒疫苗的最佳目标,可以迅速生产。

Evaxion已经具有相关的算法,因此挑战是培训算法是病毒特异性的,通过包括T细胞和B细胞来解决开发疫苗中的障碍。该公司现在正在追求冠状病毒的概念证明,以便能够应对未来的紧急冠状病毒。

主要目标是建立一个快速反应平台,为应对未来的大流行病做好更好的准备。这将基于一种发现和制造过程,这种过程可以在短短11周内制造出潜在的疫苗,从最初的概念到首次人体给药,然后通过临床试验快速开发这些疫苗,可能与一家更大的疫苗公司合作。

一种新的制造技术

为了扩大RAVEN的潜力,Evaxion将将其与一种新的制造技术相结合,以解决当前制造技术的生产瓶颈,并实现商业生产的快速规模化。

这种技术,称为μlot®,由丹麦公司SB3000开发,致力于开发制药业持续制造的绿色制造解决方案。期望是,肽连续制造(例如,在医院)的μlot技术可以允许加速设计,开发和供应。

该生产工艺将在临床前研究期间进行大规模开发,经过验证后,Evaxion预计该方法将扩大规模,无需进一步开发,直接投入商业生产,成本仅为传统生产成本的一小部分。

由于μ lot支持的设施是模块化的,而且规模只是传统批量设施的一小部分,因此它们有可能很容易运输到世界各地的地点和医院。随着越来越多的国家将确保基本药物的国内供应视为国家安全的一个关键战略因素,这一点变得尤为重要。

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数小时内鉴定抗原

抗菌平台EDEN是研制RAVEN的基础。EDEN已经被证明能够识别出新的细菌疫苗抗原,这些抗原可以引发针对多种细菌亚株的保护性免疫反应,而且它在短短几小时内就完成了这一任务。Evaxion相信EDEN将使公司快速发现具有优化配置的新疫苗,并有可能提高开发成功的可能性。

利用现代高通量测序研究的大数据迅速增加,伊甸园利用临床相关病原菌菌株的蛋白质素作为输入。具有专门的AI方法,Eden靶向细菌的免疫逃避策略,并输出由其能力诱导高度保护性免疫应答的能力排名的蛋白质清单。

除了准确,快速和低成本,Eden能够以无偏见的方式识别新型保护疫苗蛋白。Evaxion认为,Eden与多毒性病原体广泛相关,维护抗生素的使用。蒸发患有传染病管道计划的目标金黄色葡萄球菌P. eruginosa..Evaxion相信EDEN鉴定的保护性抗原具有预防由耐药和非耐药菌株引起的疾病的潜力。

Evaxion相信EDEN进一步使公司能够使用创新的方法研究任何细菌感染性疾病。Evaxion认为,在几周内,就可以产生新的候选疫苗并在动物身上进行试验,这将大大加快疫苗开发的速度,并降低与发现和临床前开发相关的成本和风险。

细菌感染的威胁正呈指数级增长,预计到2050年,将有更多的人死于多重耐药病原体感染和癌症。1EDEN的潜在影响可能是直接预防由耐药和非耐药菌株引起的疾病。这反过来又会减少抗生素的使用。

更好地预测

人工智能在药物开发中的巨大优势在于,它不会对什么是对什么是错做出假设。这意味着它可以做出科学家们不一定会做出的预测,因为他们已经排除了一些可能没有最终证明的东西,例如,关于免疫系统及其反应的一些东西。

通过训练,这个系统可以发现连接,比如蛋白质结构中的连接,这是标准方法无法做到的。结论可能在数小时内就会出现,因此可以迅速为您提供需要测试的内容。一旦人工智能被整合到药物发现中,你也可以将数据反馈到系统中,以进一步改进它。

Evaxion是第一家公司之一,首批开始为AI鉴定的产品产生临床数据。Evaxion认为,这一过程有可能从开发的流水线和临床计划中消除更多风险,从而能够从每个公司的各个平台上进行多种疗法。在Evaxion的辅助免疫疗法疫苗,EVX-02的情况下,它从最初的概念中花了不到18个月,以便在患者中准备测试。Evaxion认为,可以再现该过程,就像该技术一样。

限制的影响

2008年,当Evaxion公司成立之初,它在人工智能在药物研发中的作用方面受到了市场上的一些质疑。这种情况在2016年左右发生了改变,关于人工智能在小分子开发中的作用的第一个成功故事。

Evaxion的方法是系统的,严格的,坚定的。Evaxion花了很多时间来构建系统——解决需要解决的特定生物问题,然后构建第一个版本,测试,输入数据,然后改进。这一过程中最重要的部分是能够成功地结合AI、免疫学和药物开发的专业知识,花时间全面开发平台。

COVID-19疫情显著证明了传染病从根本上威胁世界的能力。Evaxion认为对抗传染病的最好方法是通过预防疫苗,而不是治疗。Evaxion希望通过快速开发疫苗来应对未来的疾病威胁,从而在下一次大流行来袭时显著减少影响。u

参考

  1. 综述抗菌抗性,2016年5月19日,https://amr-review.org/

如欲浏览本刊及所有旧刊,请浏览www.www.jj20.org

拉斯维格纳博士是首席执行官和蒸发的创始投资者。他开始作为医生的职业生涯,并作为临床医生工作了几年。他在疫苗行业拥有丰富的经验,首先在辉瑞,然后担任10年作为免疫肿瘤学和疫苗公司巴伐利亚北欧的高级管理人员。他以前从事多次初创企业和早期的企业。

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