面对令人束手无策的怪病，AI从故纸堆里发现意想不到的疗法
发布时间：2021-08-11 10:09:14来源：药明康德
对于维多利亚（VictoriaMalvagno）来说，照顾她儿子马特奥（Mateo）像一份全职工作。13岁的他几乎无法通过语言进行交流，他的父母每时每刻都要警惕他可能会伤到自己。经过上百种测试，医生确诊他患上名为ADNP综合征的罕见神经发育疾病，世界上只有几百个患者。在儿子确诊后的7年里，维多利亚仍然在等待治疗这种疾病的疗法。
在2019年，一个突破出现了，它并没有来自医生的诊所，或者是医药公司，或是更多的检测。它来自一个人工智能系统，它的名字叫做mediKanren，它的目标是在上百万份生物医学论文中搜索已有化合物和与疾病相关基因之间的联系。
mediKanren指出了一个意想不到的药物——氯胺酮（ketamine）。这个常被称为“K粉”的药物，会给马特奥带来希望么？
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一名父亲的战斗
mediKanren是由马特-迈特（MattMight）博士和他的团队开发的一款人工智能工具。药明康德内容团队曾经报道过他的经历（）。马特是一名人工智能专家和计算机程序员。他的第一个儿子伯特兰（Bertrand）在出生时也患上无人知晓的遗传病，由于名为NGLY的基因的突变，导致他的细胞里积累了太多“垃圾蛋白”，损害了他的健康。当时，小伯特兰成了当时人类已知的唯一一名患者。
为了找到治疗小伯特兰的疗法，马特利用他在人工智能领域的专长，和团队一起设计了mediKanren系统。他曾经在白宫的“精准医学峰会”介绍基因测序如何找到他儿子病因的报告，并展望了精准医学的未来。现在，他是阿拉巴马大学HughKaul精准医药研究所（PMI）的主任。
“PMI的创建是基于伯特兰激发我设计的算法，”马特说，“如何通过疗法来调节一个特定基因靶点？这是我们针对每一个患者的策略。”
故纸堆里的发现
mediKanren系统的设计是从不同来源收集大量的生物医学数据，然后利用人工智能进行整理，并且从中发现基因和药物之间的相互关系。很多情况下，科学研究可能已经揭示了药物和靶点之间的相互作用，但是它埋藏在上百万个数据点下面，单靠人工很难发现这些联系。
mediKanren系统搜索的一个基因就是ADNP基因，它的突变导致了ADNP综合征的产生。在2019年的2月，mediKanren发现多年前的研究显示，氯胺酮可能调节ADNP基因的表达。马特连忙给阿拉巴马大学的神经外科医生MattDavis发邮件。“看起来低剂量的氯胺酮能够上调ADNP的表达，”他说，“你觉得它适合给ADNP患者使用么？”
MattDavis医生的儿子也是一名ADNP综合征患者，“它治疗ADNP的前景立刻让我非常兴奋。”Davis医生说。ADNP综合征会影响患者的神经发育，导致智障、语言和运动障碍和自闭症症状。通常治疗这类疾病的药物通过调节神经递质来影响神经细胞之间的信息传导。但是疾病的根源在于患者由于ADNP基因的突变，导致ADNP蛋白的表达水平下降。mediKanren系统发现氯胺酮能够提高ADNP的表达，这可能从根源上治疗这种疾病。
“改变人生的体验”
Davis医生同时是ADNP儿童研究基金会的首席科学官，他马上把这个消息与基金会进行了分享。氯胺酮的优势在于它曾经作为麻醉剂被广泛使用，而且近年来成为治疗抑郁症和其它神经疾病的热门疗法。在2019年，强生公司的esketamine曾经获得FDA的批准治疗抑郁症。它已经广泛了解的安全性特征让它可以迅速进入临床试验。
在2019年5月，纽约西奈山的自闭症研究和治疗中心开始一项临床试验，在ADNP综合征儿童中检验氯胺酮的安全性。本文开头提到的马特奥幸运地成为临床试验入组的10名5-12岁患儿中的一员。
马特奥的母亲维多利亚很快观察到接受治疗的儿子身上的变化。“他仍然是那个调皮捣蛋的小马特奥，”她说，“但是他更平静，更专注了。”马特奥不再发出有时长达数小时的叫嚷。“第一次，我觉得我可以做回父母，只是父母，而不是为了防止孩子伤到自己而‘到处救火的消防员’。”
在接受治疗后的一个星期天，维多利亚和马特奥在海滩上散步，维多利亚召唤马特奥在她身边的沙滩坐下来，这样简单的事此前他们却从来无法做到。“他过来坐在我的旁边，我们一起就在那里躺了三四十分钟。”维多利亚说，“我百感交集。”在那一刻，他们终于可以享受在一起的时光。
“作为一个母亲，接受治疗后的那一周是改变人生的体验。”维多利亚说。
负责临床试验的医生们警告说以目前的结果来判断氯胺酮是否有效还为时尚早，他们还需要继续对数据进行分析。可喜的是，最初的临床试验结果显示氯胺酮具有良好的安全性，而且初步数据显示氯胺酮将ADNP蛋白水平提高了2倍。研究人员计划进行更大规模的临床试验。
虽然伯特兰在2020年去世，但是对于马特-迈特博士来说，这项研究对于他激励下产生的AI系统是个重要的胜利。“它表明这个策略是可行的，你可以通过AI产生有意义的线索，然后把它交给积极的患者群体，他们能够接手继续进行研究。”马特-迈特博士说，“伯特兰虽然走了，他离开的这个世界上治愈的希望任然存在。”
参考资料：
[1]WithanudgefromAI,ketamineemergesasapotentialrarediseasetreatment.RetrievedAugust10,2021,fromhttps://www.statnews.com/2021/08/05/artificial-intelligence-rare-disease-andp-medikanren/?utm_source=STAT+Newsletters&utm_campaign=cc795accec-health_tech_COPY_01&utm_medium=email&utm_term=0_8cab1d7961-cc795accec-153565982
[2]Aboy’spassingcametoosoon,butnotbeforehislifeledtocrucialmedicaldiscoveries.RetrievedAugust10,2021,fromhttps://www.statnews.com/2020/11/03/bertrand-might-matt-might-ngly1/
[3]MattMight.RetrievedAugust10,2021,fromhttps://www.uab.edu/medicine/pmi/matt-might
[4]ADNPSyndrome.RetrievedAugust10,2021,fromhttps://www.adnpfoundation.org/adnp-syndrome-full-description.html
[5]ADNPKidsResearchFoundation.RetrievedAugust10,2021,fromhttps://www.adnpfoundation.org/ketamine-update.html
注：本文旨在介绍医药健康研究进展，不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。
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