人工智慧(AI)不斷演進,現在甚至能設計病毒的完整基因組。美國史丹佛大學研究團隊利用AI設計出自然界從未出現過的新型噬菌體,有16種成功形成可運作的病毒,部分組合後還能殺死具有抗藥性的大腸桿菌。雖然這項突破有望對抗抗藥性細菌,但若遭濫用,可能增加設計危險病原體甚至生物武器的風險。
美國史丹佛大學的研究團隊使用Evo 1、Evo 2兩種「基因組語言模型」,讓AI從大量噬菌體基因資料中學習DNA結構,再自行設計新的完整基因組。研究人員從近300個模型中挑選樣本進行實驗,有16個成功形成具有感染能力的噬菌體。
噬菌體是一種只會感染細菌的病毒,過去已被研究作為對抗細菌感染的替代療法。研究發現,部分AI設計的噬菌體具有不同於天然噬菌體的特徵,組合使用後能快速突破3種大腸桿菌菌株對原有噬菌體產生的抗性。
研究團隊認為,隨著抗藥性細菌越來越難以控制,噬菌體療法可能成為抗生素之外的另一種選擇,而AI有機會大幅縮短尋找、設計新噬菌體的時間。但AI能夠「寫出」病毒基因組也引發另一層隱憂,如果遭到濫用,可能被用於設計具有危險性的病原體,甚至衍生生物武器風險。
為了降低風險,研究團隊刻意排除會感染人類、動物及植物的病毒資料,目前研究只針對結構相對簡單的噬菌體,只能感染細菌,不會感染人類。
約翰霍普金斯大學健康安全中心研究人員在同期評論中警告,生成式AI設計病毒基因組的能力正在快速發展,相關的生物安全與監管機制卻未必跟得上。真正值得關注的問題不是AI能不能設計病毒,而是當這項能力逐漸普及後,社會是否已經準備好足夠的監督與防護措施,避免技術落入不法人士手中。
目前這項技術仍有明顯限制,研究使用的噬菌體基因組較小、結構相對簡單。至於AI能否進一步設計出更複雜、可以感染人類或其他動物的病毒,目前仍沒有證據可以證實。
這項研究刊登於《科學》(Science)期刊。該項研究一方面顯示AI已開始從分析生物資料走向設計完整生物系統,另一方面再次突顯的是,當AI快速突破技術界線,生物安全與監管是否能同步跟上,將成為下一個必須面對的問題。◇


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