100 多名癌癥患者——包括胰腺癌、乳腺癌、肝癌和腦腫瘤——參與到了使用算法發(fā)現(xiàn)的一種新藥 BPM 31510 的臨床試驗中。

　　BPM 31510 的故事開始于從 1000 多位病人的健康組織和癌組織樣本中提取生物數(shù)據(jù)。然后這些數(shù)據(jù)被交由人工智能算法進行處理，這些算法對這些數(shù)據(jù)進行了分析并建議了可能的藥物治療方法。我們基本上顛倒了做醫(yī)療科學研究的方法。研發(fā) BPM 31510 的波士頓制藥創(chuàng)業(yè)公司 Berg 的 38 歲聯(lián)合創(chuàng)始人兼總裁 Niven R Narain 說，不再使用先入為主的假設指導我們的實驗和生成特定類型的數(shù)據(jù)，而是讓患者的生物數(shù)據(jù)指導我們進行假設。

　　據(jù) Narain 說，開發(fā)一種有效的抗癌藥物是一個非常艱難的過程，制藥公司完成研發(fā)和生產(chǎn)的花費的費用高達 26 億美元，時間成本為 12 到 14 年。最后進入臨床試驗的抗癌藥中只有百分之一被證明有效。價格昂貴而且開發(fā)過程也長得不可原諒，Narain 說，「要是在其它任何行業(yè)，我們就會全都失業(yè)。

　　在 Narain 看來，問題出在制藥公司開發(fā)抗癌藥物的方法上?？茖W家首先想出一種假設，比如說，一種特定的異常蛋白質(zhì)是造成某種特定類型的癌癥的原因。他說，然后制藥公司測試這個假設，從數(shù)百萬種化合物中篩選這種目標蛋白質(zhì)的，尋找其中可能發(fā)生化學反應和成為潛在藥物的少數(shù)幾種。這是這種研究方法教科書式的描述。這個過程被 Narain 稱為「命中和錯失（hit-and-miss），是一種飛鏢盤式的治療疾病的方法。他相信他能通過不同的思維方式在時間和金錢成本降低一半的情況下做到更好。

　　Berg 聯(lián)合創(chuàng)始人兼總裁 Niven R Narain

　　BPM 31510 是一種使用在細胞代謝中發(fā)揮關(guān)鍵作用的酶制成的化合物，也是 Berg 的人工智能建議的第一種治療藥物。這種藥物的開發(fā)實際上開始于 2009 年，那時該創(chuàng)業(yè)公司從全美國的各種醫(yī)學院購買了 1000 多個患者的癌組織樣本。這些樣本包含 40 多種不同的癌細胞——多種類型的乳腺癌、前列腺癌、肝癌、腎癌、肺癌、腦癌——另外還有提取自相同患者的健康組織樣本。

　　Narain 并不想將他的研究限制在一種癌癥上。相反，他想要開發(fā)一個能夠看到不同癌癥的共性的模型。Berg 的研究者使用這些樣本進行了體外細胞培養(yǎng)，讓他們可以進行更進一步的實驗。為了模擬細胞在人體中體驗到的微環(huán)境，他們在不同水平的糖分和氧分的皮氏培養(yǎng)皿中培養(yǎng)這些細胞，并通過持續(xù)鑒定和檢測它們產(chǎn)生的脂質(zhì)、代謝物、蛋白質(zhì)和酶來追蹤它們的演化?！肝覀儺敃r是在檢測數(shù)據(jù)是怎么隨環(huán)境發(fā)生改變的，Narain 說，除了基因組信息之外，我們在單個組織樣本中有 14 萬億個數(shù)據(jù)點。

　　這種生物數(shù)據(jù)的洪流幫助 Berg 的科學家在前所未有的細節(jié)上測繪了發(fā)生在細胞中的分子反應的級聯(lián)過程——從基因到蛋白質(zhì)到脂質(zhì)和代謝物。然后他們使用人工智能比較了健康細胞和病變細胞的數(shù)據(jù)。（人工）處理所有那些數(shù)據(jù)是不可能的，甚至不可能從邏輯的角度上理解它。Narain 說，你需要使用人工智能來尋找正常細胞演化過程是如何被打斷的、這會怎樣導致疾病以及潛在的治療方法是什么。很多人說，這不是開發(fā)藥物的方式。我對此的答案是：確實如此，因為這才是應有的藥物開發(fā)方式。

　　25 歲時， Niven R Narain 得出了「由假設驅(qū)動的科學是有缺陷的」的結(jié)論，那時他是邁阿密大學米勒醫(yī)學院的一位腫瘤學家。2003 年 7 月 22 日，他使用皮式培養(yǎng)皿中的黑素瘤細胞進行了一次實驗。他使用一種包含 CoQ10 的藥膏對其進行了處理，CoQ10 是一種位于線粒體——細胞的能量源——中的酶。讓他驚訝的是，到第二天皮式培養(yǎng)皿中幾乎所有的癌細胞都死了。之后他在患有黑素瘤的小鼠身上重復了這一實驗。30 天后，腫瘤平均縮小的 55%。但是 Narain 對這一過程發(fā)生的原因毫無頭緒。

　　那是在人類基因組計劃（Human Genome Project）完成的兩年后，Narain 說，當時人們相信癌癥主要是由基因驅(qū)動的。在基因組測序之后，大多數(shù)人相信我們所要做的就是找到對癌癥負責的基因，調(diào)節(jié)它們，然后治愈大部分癌癥。Narain 那時已經(jīng)成為了米勒醫(yī)學院皮膚腫瘤學和療法研究的研究助理，在華人研究者 Sung 「Bob」 Hsia 的指導下工作；Hsia 曾與維生素 K 和雌激素的共同發(fā)現(xiàn)者、諾貝爾獎得主 Edward Doisy 共事過。

　　那時候 Hsia 已近 80 歲了，Narain 回憶道，他會說：『我沒掌握這些新的基因技術(shù)，但不要忘記生物化學是人體的基礎。這就是健康延續(xù)或疾病發(fā)作研究的終點?！籒arain 沒有忘記這些話。他與那些認為基因組是所有醫(yī)學問題的答案的科學家爭論。在 Narain 看來，基因組只是涉及到蛋白質(zhì)、代謝產(chǎn)物和細胞脂質(zhì)研究的更大化學反應式的一部分。

　　當 Narain 將他的實驗結(jié)果告訴研究了幾十年 CoQ10 的 Hsia 時，他的這位導師反駁道：這種有脂質(zhì)、酶和線粒體組織的東西不可能能夠殺死癌細胞，尤其是黑素瘤。你搞砸了這個實驗。