多年來(lái)，研究人員依賴龐大的生物數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)理解基因、疾病和藥物之間的聯(lián)系。這些數(shù)據(jù)庫(kù)雖然功能強(qiáng)大，但比較抽象。在心臟病中，這一缺失的細(xì)節(jié)至關(guān)重要；兩個(gè)患者可能共享相同的診斷，但他們的心臟看起來(lái)和功能卻截然不同。

一個(gè)叫CardioKG的新型人工智能工具，旨在填補(bǔ)這個(gè)空白。該工具由MRC醫(yī)學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究人員開(kāi)發(fā)，并發(fā)表在Nature上，該平臺(tái)將詳細(xì)的心臟成像納入所謂的“知識(shí)圖譜”，即基因、疾病和治療之間關(guān)系的結(jié)構(gòu)化圖譜[1]。

結(jié)果是一個(gè)系統(tǒng)，不僅僅是在紙上連接點(diǎn)，而是與真實(shí)心臟的行為緊密結(jié)合。

CardioKG的理念很簡(jiǎn)單：看得更清楚，治療就能更精準(zhǔn)。為了構(gòu)建模型，研究團(tuán)隊(duì)分析了來(lái)自英國(guó)生物銀行的超過(guò)9,500人的心臟掃描。大約一半的人有房顫、心力衰竭或曾經(jīng)心臟病發(fā)作等疾病，其余則是健康的。

從這些掃描中，人工智能提取了超過(guò)200,000個(gè)可測(cè)量特征，關(guān)于心臟形狀、性能和運(yùn)動(dòng)的細(xì)節(jié)。這些成像特征隨后與18個(gè)生物數(shù)據(jù)庫(kù)的信息結(jié)合，形成了一個(gè)豐富的圖景，展示遺傳風(fēng)險(xiǎn)如何轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)中的心臟變化。

“知識(shí)圖譜的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是它們整合了關(guān)于基因、藥物和疾病的信息，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的德克蘭·奧雷根教授說(shuō)。“這意味著你能更有效地發(fā)現(xiàn)新的療法。我們發(fā)現(xiàn)，將心臟影像納入圖譜改變了新基因和藥物的識(shí)別效果�！�

CardioKG最直接的影響之一是藥物再利用，這一策略越來(lái)越受到投資者的青睞，因?yàn)樗梢钥s短開(kāi)發(fā)時(shí)間并降低風(fēng)險(xiǎn)。研究人員不再?gòu)念^開(kāi)始，而是尋找可能適用于新病癥的現(xiàn)有藥物。

CardioKG利用其影像增強(qiáng)模型，標(biāo)記了幾個(gè)令人驚訝的候選藥物。其中：甲氨蝶呤，這是一種長(zhǎng)期用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的治療藥物，顯示出對(duì)心力衰竭可能的益處。

常用于糖尿病的格列肽類藥物，可能成為心房顫動(dòng)的治療選擇。該模型還提供了一個(gè)意想不到的見(jiàn)解，關(guān)于咖啡因，盡管咖啡因以使心臟更易興奮而聞名，但在某些心房顫動(dòng)患者中可能具有保護(hù)作用。

“令人興奮的是，最近在該領(lǐng)域的其他研究支持我們的初步發(fā)現(xiàn)，”O(jiān)’Regan說(shuō)。“這突顯了知識(shí)圖譜在發(fā)掘可能被重新利用為新療法的現(xiàn)有藥物方面的巨大潛力�！�

心血管疾病仍然是全球首要的死亡原因，也是醫(yī)療保健中最昂貴的領(lǐng)域之一。然而，這一領(lǐng)域的藥物發(fā)現(xiàn)一直以緩慢和高成本著稱。像CardioKG這樣的工具標(biāo)志著向更智能、更有針對(duì)性的藥物開(kāi)發(fā)流程的轉(zhuǎn)變。

通過(guò)快速生成高優(yōu)先級(jí)基因和藥物靶點(diǎn)的短名單，這項(xiàng)技術(shù)能讓制藥公司搶得先機(jī)，幫助他們關(guān)注那些生物學(xué)上有意義、臨床上也相關(guān)的機(jī)制。

對(duì)于投資者來(lái)說(shuō)，這意味著更早的可行性信號(hào)，以及對(duì)資本和合作關(guān)系未來(lái)流向的更清晰了解。

雖然 CardioKG 專注于心血管疾病，但其影響不僅限于此。同樣的方法可以應(yīng)用于任何有詳細(xì)成像的領(lǐng)域，從癡呆癥研究中的腦部掃描到肥胖研究中的體脂成像。

“在這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上，我們將把知識(shí)圖譜擴(kuò)展到一個(gè)動(dòng)態(tài)的以患者為中心的框架中，以捕捉真實(shí)的疾病發(fā)展軌跡，”研究的首席作者 Khaled Rjoob 博士說(shuō)�！斑@將為個(gè)性化治療和預(yù)測(cè)疾病何時(shí)可能發(fā)展打開(kāi)新的可能性�！�

作者的前瞻性愿景與長(zhǎng)壽科學(xué)有著密切的關(guān)系：更早、更精確地治療疾病，并減少試錯(cuò)步驟。

CardioKG 并不取代人類的專業(yè)知識(shí)，而是讓它更為精準(zhǔn)。通過(guò)融合人工智能、成像和生物學(xué)，該平臺(tái)提供了一種更直觀的方式來(lái)理解疾病在體內(nèi)是如何實(shí)際發(fā)展的。對(duì)于一個(gè)追求速度、清晰和影響力的行業(yè)來(lái)說(shuō)，這可能是一個(gè)有意義的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。