國際生醫新聞

不斷變異的 SARS-CoV-2，目前每週可以發現超過 10,000 個新的變體序列，其中，有多少會對人類產生新的威脅？難道只能默默等待某一病毒株又在世界某個角落引發新一波疫情、經過觀察，然後才由世衛組織 (WHO) 宣布將之列入「高關注變異體」(variant of concern, VOC)？

BioNTech 和 InstaDeep 為此共同開發了一種以人工智慧為基礎的早期預警系統 (EWS)，可以分析全球現有的 SARS-CoV-2 定序資料，計算出病毒免疫逃逸和適應性指標積分，藉此預測出高風險變體。

EWS 依據以下兩個條件做運算：

(1) 對病毒棘蛋白的受體結合域 (RBD) 與宿主細胞上的 ACE2 受體間之交互作用進行結構建模，並對變體逃避免疫反應的影響進行評分；

(2) 從全球序列庫的數十萬筆病毒變體資料中提取資訊進行運算。該系統將計算出一個免疫逃逸分數和一個適應性 (傳播潛力) 分數，將此二指標合併為柏拉圖分數 (Pareto score)，就能對某一病毒變體帶來的風險作出最佳評估，分數越高，該變種影響全球的風險就越高。

在 2020 年 9 月 16 日至 2021 年 11 月 23 日之間，該系統每週進行分析，結果發現，在 13 個被 WHO 指定的變體中，有 12 個變體在被 WHO 指定前 58 天就先被系統標示為「高風險」；從 Alpha 到 Mu 變體，在系統將之標示為「高風險」時，全球平均只有約 25 個病例，但當 WHO 正式將之公告為 VOCs 時，全球已經有超過 1500 個病例！這對於必須積極防堵的疾病而言，實在是有著相當大的時間落差。

EWS 的分析速度很快，針對早期的 Alpha、Beta、Gamma、Theta、Eta 等變體，其序列首次上傳的一週內就被 EWS 列為「高風險」；而針對當前最主流的 Omicron 變體，該系統更是早在病毒序列首次上傳的當天就偵測出它的威脅性，並將之評定為：2021 年 10 月初至 11 月底間、超過 7 萬種的變體中，免疫逃逸能力最強的變體、同時也有很高的適應性分數；而事實也證明，Omicron 再度迅速地襲擊全球。

隨著資料越來越豐富，EWS 已經能夠在幾分鐘內評估新的變體，因此幾乎是可以即時監測變體病毒的風險；若此系統越來越完善，未來將可以提前預測、揪出高風險變體，如此便可提早示警、通知研究人員、疫苗開發者、衛生當局和政策制定者，以爭取更多應對時間、將傷害降到最低。

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資料來源：BioNTech、GlobeNewswire