斯坦福大学的研究者用人工智能设计出了人类历史上第一批由 AI 主导构思的病毒——不过它们并非会感染人类的危险病原体,而是一种只攻击细菌的噬菌体。在实验室里,这批 AI 设计的噬菌体成功杀灭了连天然噬菌体都束手无策的耐药大肠杆菌。相关成果于 8 月 6 日发表在《科学》期刊上。

从基因组语言模型到活的病毒
主导这项研究的,是斯坦福大学化学工程学者 Brian Hie 及其团队。他们借助 Evo1 与 Evo2 两套「基因组语言模型」来设计噬菌体的完整基因组——这两套模型可以视作生物版本的聊天机器人大模型,只不过它们学习的是 DNA 序列而非人类语言。
训练数据来自约 200 万条噬菌体基因组。研究者在训练时有意排除了能够感染植物、人类及其他动物的病毒序列,以降低模型产出危险病毒的风险。AI 据此生成了数千个候选基因组,研究者从中挑出近 300 个在实验室里合成,并注入细菌,由细菌「照单生产」出新的噬菌体。
这个过程效率并不高:最终只有 16 个噬菌体被证实可以存活,但把它们混合后,却迅速突破了两种耐药大肠杆菌菌株的防线。研究团队在论文中写道,能够「快速设计」基因组并针对特定菌株进行微调、同时克服耐药性的能力,有望「重塑噬菌体疗法」,并拓展整个生物技术的工具箱。
生物安全警钟同时敲响
在论文配发的评论文章中,约翰斯·霍普金斯大学健康安全中心的 Tom Inglesby 与 Moritz Hanke 两位学者强化了警告:「虽然这对生命科学研究充满希望,但它同样提出了紧迫的生物安全与生物防御问题。用生成式 AI 拼装病毒基因组的能力现在已经存在,而安全引导它的治理机制还不成熟。」
这样的基因组可能编码出新型病原体,而现有手段无法将其控制。
研究者自己也在论文中承认,这项工作带来了「重要的生物安全、生物防护与生物防御考量」,并呼吁所有设计完整基因组的人「在整个项目过程中都要咨询安全与防御专家」。
伦敦帝国理工学院的 Tom Ellis 教授认为,这项研究确实令人印象深刻,但也暴露出设计更复杂基因组有多难:「这可以说是最小、最容易造的基因组。」他同时提醒,一个在危险病原体基因上训练出来的 AI 确实可能被用来设计更有害的病毒,但控制基因数据访问、对疑似危险的基因组设限会有帮助。不过他也直言,比起用 AI 从零写病毒,直接拿现成病原体做「功能增益」式改造要容易得多,那才是更现实的危险。
伦敦国王学院的 Filippa Lentzos 则把视线拉到更宏观的治理层面:「最重要的是在 DNA 被制造的那一刻介入。」她主张分层监管:模型开发与访问要设防、研究评审要尽责、合成环节要筛查,再加上实验室层面的生物安全规范。
这场研究与警示,恰好把「AI 能力跑在治理前面」的命题摆上了台面:当设计病毒基因组的门槛因 AI 而骤降,如何让它止步于治病而非造病,正成为科学界与监管者必须共同回答的问题。
来源:The Guardian、Science