《Nature》官网:新型AI工具可从血液样本中诊断出艾滋病毒

逸云看健康 2025-02-21 18:18:32

一张彩色扫描电子显微镜下的B淋巴细胞图像。 该AI工具分析与B细胞(图中所示)和T细胞表面受体相关的基因序列。图片来源:Eye Of Science/Science Photo Library

红枫湾:《自然》杂志官网消息,研究人员开发了一种人工智能(AI)工具,可以通过筛查血液样本中的免疫细胞基因序列,一次性诊断多种感染和健康状况。

在一项发表于2月20日《科学》杂志的研究中,该工具对近600人的样本进行了分析,确定了参与者是否健康,或是患有新冠肺炎、1型糖尿病、艾滋病或自身免疫性疾病狼疮,以及他们最近是否接种了流感疫苗。

英国剑桥大学的分子生物学家Sarah Teichmann表示,这是一种一次性测序方法,可以捕捉到免疫系统所接触到的一切。

该研究的合著者、美国斯坦福大学的计算机科学家Maxim Zaslavsky及其同事构建了一个AI工具,该工具结合了六个机器学习模型,用于分析B细胞和T细胞受体关键区域的基因序列,并识别与特定疾病相关的模式。

Zaslavsky表示,该工具尚未准备好用于临床,但随着对该方法的进一步完善,未来它可能会帮助临床医生处理“目前尚无明确检测方法的疾病”。

Teichmann说:“从现实角度来看,我们有望建立一个系统的免疫通用模型,你可以读取一个人所接触过的一切,并将其与他们的健康状况联系起来。虽然实现这一目标还有很长的路要走,但这绝对是重要的一步。”

自然诊断

免疫系统通过其两大主要细胞类型——B细胞和T细胞,记录了过去和现在的疾病信息。B细胞产生附着在病毒和有害分子上的抗体,而T细胞激活其他反应或杀死受感染的细胞。

当一个人感染病毒或患有自身免疫性疾病(身体会错误地攻击自己的组织)时,他们的B细胞和T细胞数量会增加,并开始产生特定的表面受体。对编码这些受体的基因进行测序,可以解锁该人独特的疾病和感染记录。

奥斯陆大学的计算免疫学家Victor Greiff说:“免疫系统是一种天然的诊断工具,如果我们了解它是如何做到这一点的,那么我们也可以做到。”

Zaslavsky指出,目前的诊断工具“仅在一定程度上利用了免疫系统记录疾病暴露的信息”,但之前的大多数努力都集中在B细胞或T细胞的序列上。将它们结合起来,可以更全面地了解免疫活动,从而更完整地了解可能发生的情况。”

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