英国剑桥大学研究团队近日宣布，利用人工智能（AI）设计的一种新型 DNA 疫苗已完成首次人体试验，旨在通过一次接种，对所有已知人类冠状病毒变异株，以及潜在由蝙蝠传播至人类的相关病毒，提供广谱防护。
这款疫苗被研究人员称为一种“根本性全新”的疫苗类型，其关键抗原成分完全由 AI 设计而成。 传统疫苗通常针对某一种特定病毒，通过训练免疫系统识别某个或少数几个病毒蛋白，但病毒不断变异，当变异幅度足够大时，原有疫苗保护力便会明显下降，这也是流感疫苗需要每年更新、以及新冠疫苗自 2021 年以来多次更新配方的原因。 研究团队指出，AI 为这一难题提供了新的解决思路：通过分析成千上万种相关病毒的基因数据，AI 可以筛选出在不同毒株之间高度保守、且在进化过程中不易发生变化的序列片段，从而为疫苗设计提供一个针对“整个病毒家族”的目标，而不是仅限于某一条已知毒株。
具体而言，剑桥团队利用 AI 扫描了包括引发非典（SARS）、新冠（COVID-19）在内的 “sarbecovirus” 亚属病毒，以及一系列动物冠状病毒，寻找在长期演化中几乎未被改动的共同特征，这些稳定区域最终被用作新疫苗的免疫靶点。 研究人员希望，通过锁定这些不易变异的“共性弱点”，可以在未来新的相关病毒出现时，仍保持一定程度的交叉保护能力，从而为应对未知疫情争取宝贵时间。
与公众更为熟悉的 mRNA 新冠疫苗不同，这款新疫苗采用 DNA 技术路线。 相比 mRNA 疫苗，DNA 疫苗在储存和运输环节一般更加稳定，对冷链条件的要求较低，这对于冷链基础设施有限的低收入国家而言尤为关键。 此外，该疫苗不需要传统针头注射，而是通过高压液流将疫苗喷射入皮肤，这种无针给药方式有望降低接种过程中的疼痛感，同时在大规模暴发时更易快速部署，提高接种效率。
从公共卫生视角看，研究者强调，如果这种技术路径被证明有效，广谱疫苗有望改变人类应对新发传染病的方式。 通过针对病毒家族中跨毒株共享的特征进行设计，广谱疫苗有望在疫情早期就为尚未见过的新病毒提供基础防护，使公共卫生部门能够在大流行形成前阻断传播链。 同样思路也被视为流感领域的潜在“游戏规则改变者”：目前科学家需要提前预测每年流感季的优势毒株，一旦预判失误，疫苗保护效果就会大打折扣，而如果能够研制针对多种流感毒株共享特征的“通用流感疫苗”，则有望结束这种年度“追赶战”。
埃博拉的最新疫情则凸显了这一方向的现实紧迫性。近期在刚果民主共和国和乌干达出现的疫情主要由 Bundibugyo 毒株推动，这一毒株可以规避现有疫苗的保护，使当地社区处于较高风险之中。 在研究人员紧急研制针对该特定毒株的新疫苗的同时，一种针对整个病毒家族的广谱疫苗，如果能够提前部署，将有可能避免类似的“毒株更替—疫苗落后”的被动局面。
在这项最新的人体试验中，研究者报告称，这是全球首个在人体中测试的 AI 设计疫苗。 结果显示，这款 DNA 疫苗能够刺激受试者免疫系统，产生可以识别多种 sarbecovirus 的抗体。 试验同时表明，该技术路线在受试者中总体安全、耐受性良好。 该团队认为，这一结果表明，AI 在设计针对未来潜在大流行病原体、并具备“变异抵抗性”的新型疫苗方面，展现出重要潜力，而无针给药系统则为全球范围内的推广接种带来额外优势。
不过，研究者也坦言，这一进展距离真正意义上的“通用疫苗”仍有相当距离。 当前研究中观察到的免疫应答虽具有广谱性，但总体水平仍然偏温和，保护效果能否维持多久、是否需要额外加强针，尚无定论。 此外，还需要通过更大规模的临床试验来验证，该疫苗在真实世界条件下是否确实能够预防或减轻不同病毒感染。
专家指出，一款可广泛应用的通用疫苗在数年内难以完全成熟，任何新疫苗仍须经过多阶段、大样本的临床试验，以证明其安全性、有效性以及长期保护能力。 尽管如此，这项研究表明，在 AI 的加持下，科学界距离这一目标正逐步逼近，而借助算法对庞大病毒谱系进行系统分析和快速设计，可能会显著缩短下一代疫苗从概念到临床应用的时间。