AI十周找到不治之癥潛在新療法，核心流程完全自主驅(qū)動(dòng)

西風(fēng) 發(fā)自 凹非寺

量子位 | 公眾號(hào) QbitAI

無(wú)特效療法、無(wú)法根治的疾病，現(xiàn)在被「AI科學(xué)家」發(fā)現(xiàn)了潛在新療法。

核心流程完全由AI驅(qū)動(dòng)，人類研究員僅執(zhí)行了實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和最終論文撰寫的那種。

最近非營(yíng)利性組織Future House宣布了一個(gè)最新成果：

可以致盲的眼部疾病——干性年齡相關(guān)性黃斑變性（dAMD），或許有救了。

他們用一個(gè)多智能體系統(tǒng)，成功鎖定Ripasudil這種已在日本獲批用于臨床治療青光眼的ROCK抑制劑，對(duì)這種病具有潛在治療效果。

團(tuán)隊(duì)咨詢了多位有關(guān)此疾病領(lǐng)域的專家，均對(duì)這一發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新性和價(jià)值持認(rèn)可態(tài)度。

重要的是，除實(shí)驗(yàn)室實(shí)際物理實(shí)驗(yàn)操作和最終手稿撰寫外，論文形成所需的核心環(huán)節(jié)均由智能體完成，包括提出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析到迭代優(yōu)化的全流程。

甚至Agent還協(xié)助完成了論文圖表的繪制。

整個(gè)研究?jī)H耗時(shí)約10周，遠(yuǎn)短于研究團(tuán)隊(duì)手動(dòng)完成所有計(jì)算機(jī)模擬環(huán)節(jié)的時(shí)間。

團(tuán)隊(duì)還特別說明，他們此前從未在其他文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)有人提出使用ROCK抑制劑治療dAMD：

如果沒有這些Agent，我們很難提出這一假設(shè)。

另外研究團(tuán)隊(duì)還表示，將在下周開源代碼和數(shù)據(jù)。

這一成果公布后引來(lái)大量網(wǎng)友關(guān)注和轉(zhuǎn)發(fā)。

有網(wǎng)友表示這有點(diǎn)太瘋狂：

很難想象當(dāng)我們有了能夠甚至取代一切的機(jī)器人時(shí)會(huì)發(fā)生什么。

接下來(lái)一起來(lái)看看這個(gè)“AI科學(xué)家”到底長(zhǎng)啥樣。

完全自動(dòng)化科學(xué)發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵知識(shí)步驟

完成這一發(fā)現(xiàn)的，是一個(gè)名為“Robin”的多智能體系統(tǒng)，集成了Crow、Falcon、Finch三個(gè)智能體。

據(jù)介紹，它主要通過假設(shè)生成、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的迭代循環(huán)完成了這一發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)過程具體來(lái)說是醬嬸兒的……

在初始假設(shè)階段，Robin調(diào)用Crow進(jìn)行廣泛的文獻(xiàn)回顧，首先識(shí)別并回顧151篇文獻(xiàn)，提出了10種與干性AMD相關(guān)的生物學(xué)機(jī)制用于分析。

在對(duì)疾病機(jī)制和相應(yīng)實(shí)驗(yàn)策略進(jìn)行排序后，Robin提出假設(shè)：通過增強(qiáng)視網(wǎng)膜色素上皮（RPE）細(xì)胞吞噬作用對(duì)治療干性AMD（dAMD）有幫助。

并建議通過流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)藥物對(duì)來(lái)自于患者的RPE細(xì)胞或ARPE-19細(xì)胞吞噬能力的提升效果。

隨后，Robin調(diào)用Crow對(duì)約400篇關(guān)于RPE吞噬作用和干性AMD治療現(xiàn)狀的文獻(xiàn)進(jìn)行分析，綜合分析出30種現(xiàn)有候選藥物用于吞噬作用實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

Robin進(jìn)一步調(diào)用Falcon為每種分子生成全面評(píng)估報(bào)告，并通過LLM判斷的“競(jìng)爭(zhēng)排序”對(duì)候選藥物進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排列。

團(tuán)隊(duì)從上述排序中選出前五種候選藥物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，包括Exendin-4、Fingolimod、MFGE8、Y-27632以及AICAR與TUDCA的組合。

盡管Robin建議使用熒光標(biāo)記的光感受器外段作為RPE吞噬作用的底物，但由于材料限制，團(tuán)隊(duì)改用pHrodo熒光微球。pHrodo微球在溶酶體的酸性環(huán)境中激活熒光，可通過流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)單細(xì)胞的吞噬活性。

在RPE吞噬實(shí)驗(yàn)中測(cè)試這些候選藥物后，原始流式數(shù)據(jù)、相關(guān)元數(shù)據(jù)及分析指令被上傳至Robin。

Robin調(diào)用Finch分析數(shù)據(jù)，F(xiàn)inch開發(fā)了Jupyter Notebook，通過門控分析流式數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，量化各化合物對(duì)RPE吞噬作用的影響。

圖c-f展示了代表性的Finch分析軌跡結(jié)果，這些結(jié)果通過人工分析相同數(shù)據(jù)得到了驗(yàn)證。

臨床前模型已證實(shí)Rho激酶抑制劑Y-27632可恢復(fù)RPE細(xì)胞的吞噬效率，印證了Robin基于文獻(xiàn)提出該候選藥物的合理性。

分析初始流式結(jié)果后，Robin建議對(duì)Y-27632處理的RPE細(xì)胞進(jìn)行RNA測(cè)序，以探究ROCK抑制的轉(zhuǎn)錄效應(yīng)。

團(tuán)隊(duì)展開了第二輪Y-27632處理的RPE吞噬實(shí)驗(yàn)，并通過批量RNA測(cè)序分析樣本。

Finch進(jìn)行差異基因表達(dá)（DGE）分析并以火山圖形式總結(jié)結(jié)果。

既往研究表明Y-27632通過翻譯后調(diào)控F-肌動(dòng)蛋白動(dòng)力學(xué)促進(jìn)吞噬杯形成，而Finch的DGE分析發(fā)現(xiàn)，Y-27632處理還在吞噬過程中誘導(dǎo)RPE細(xì)胞發(fā)生快速轉(zhuǎn)錄變化。

Finch的共識(shí)分析顯示，在超過50%的分析軌跡中均識(shí)別出相同的顯著差異表達(dá)基因。

隨后，F(xiàn)inch進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)Y-27632顯著改變了肌動(dòng)蛋白絲組織、小GTP酶介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及自噬通路相關(guān)基因的表達(dá)。

這些結(jié)果提示，Y-27632通過細(xì)胞骨架重排增強(qiáng)吞噬作用的初始攝取階段，并通過自噬轉(zhuǎn)錄調(diào)控促進(jìn)內(nèi)化物質(zhì)的清除。

目前尚需進(jìn)一步研究確認(rèn)這些變化是Y-27632特異性的，還是可推廣至其它顯著增強(qiáng)吞噬能力的干預(yù)措施（人工分析結(jié)果與Finch相似）。

接著，Robin利用Finch分析了這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)Y-27632在細(xì)胞培養(yǎng)中增強(qiáng)了RPE的吞噬作用。

DGE分析發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵脂質(zhì)外排泵（lipid efflux pump）ABCA1在Y-27632處理的細(xì)胞中上調(diào)3倍（校正p值= 2.13×10??3）。

ROCK抑制劑誘導(dǎo)的吞噬作用中ABCA1的差異表達(dá)對(duì)干性AMD具有重要意義，ABCA1對(duì)維持RPE細(xì)胞健康功能至關(guān)重要，ABCA1促進(jìn)膽固醇和磷脂從細(xì)胞膜向受體蛋白的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，隨后排出細(xì)胞。

值得注意的是，ABCA1與ABCA4同屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族，而ABCA4已被確認(rèn)為黃斑變性發(fā)病機(jī)制中的治療靶點(diǎn)。與干性AMD病理更直接相關(guān)的是，ABCA1的脂質(zhì)受體載脂蛋白E（Apo-E）也被認(rèn)為是干性AMD的潛在治療靶點(diǎn)。

團(tuán)隊(duì)表示，這些由Robin提出實(shí)驗(yàn)方案并經(jīng)Finch分析得出的機(jī)制性見解，證明了AI驅(qū)動(dòng)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)不僅能識(shí)別有效治療化合物，還能揭示疾病通路中可能被忽視的新型分子靶點(diǎn)。

除了建議對(duì)Y-27632進(jìn)行RNA測(cè)序分析外，Robin還對(duì)候選藥物假設(shè)進(jìn)行了后續(xù)迭代。團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試了其中10種藥物，并將數(shù)據(jù)提供給Finch進(jìn)行分析。

Finch的分析顯示，已在日本獲批用于治療青光眼Rho激酶（ROCK）抑制劑ripasudil，其表現(xiàn)優(yōu)于Y-27632，與DMSO對(duì)照組相比可使RPE細(xì)胞吞噬作用提升7.5倍（人工分析顯示提升1.75 倍）。

團(tuán)隊(duì)認(rèn)為盡管需要通過不同劑量和更長(zhǎng)孵育時(shí)間的進(jìn)一步測(cè)試才能做出明確比較，但ripasudil相對(duì)于Y-27632的初步優(yōu)勢(shì)表明，Robin能夠通過迭代實(shí)驗(yàn)和反饋逐步優(yōu)化治療假設(shè)。

最后FutureHouse生物科研團(tuán)隊(duì)還特別說明，此次發(fā)現(xiàn)尚未完成人體試驗(yàn)驗(yàn)證，距離臨床應(yīng)用仍需經(jīng)歷規(guī)范的醫(yī)學(xué)研究流程。

FutureHouse團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介

簡(jiǎn)單介紹一下FutureHouse團(tuán)隊(duì)。

官網(wǎng)顯示，F(xiàn)utureHouse是一個(gè)非營(yíng)利性組織，由Sam Rodriques和Andrew White聯(lián)合創(chuàng)立，致力于開發(fā)AI Agent以實(shí)現(xiàn)生物學(xué)及其它復(fù)雜科學(xué)領(lǐng)域的研究自動(dòng)化。

Sam Rodriques是FutureHouse CEO，也是一名物理學(xué)家和生物工程師，曾發(fā)明了用于空間和時(shí)間轉(zhuǎn)錄組學(xué)、腦圖譜繪制、基因治療和納米制造的技術(shù)。

在創(chuàng)立FutureHous之前，他曾在弗朗西斯·克里克研究所短暫運(yùn)營(yíng)過一個(gè)學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室。

Andrew White是科學(xué)負(fù)責(zé)人，是一位在LLMs、化學(xué)、可解釋AI、統(tǒng)計(jì)力學(xué)和化學(xué)工程領(lǐng)域擁有超50篇同行評(píng)審出版物、書籍的研究員，并曾獲得包括美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）頒發(fā)的青年研究員獎(jiǎng)在內(nèi)的多項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)。

Andrew White還擔(dān)任超過30份期刊的同行評(píng)審以及多個(gè)國(guó)家級(jí)和私人資助機(jī)構(gòu)的評(píng)審，并擔(dān)任美國(guó)國(guó)家科學(xué)院化學(xué)科學(xué)圓桌會(huì)議成員。

團(tuán)隊(duì)列出了科學(xué)自動(dòng)化的四個(gè)層面，并表示將逐一探究每個(gè)層面。

網(wǎng)友提出質(zhì)疑，早有文獻(xiàn)記載？

Robin的發(fā)現(xiàn)被公開后引來(lái)不少生物科技從業(yè)者的關(guān)注和點(diǎn)贊。

還有一些患者或者家里有患此疾病的網(wǎng)友紛紛表示看到了希望。

不過，也有網(wǎng)友持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)這項(xiàng)成果提出了質(zhì)疑。

有網(wǎng)友指出，針對(duì)AMD，人們已經(jīng)對(duì)ROCK抑制劑進(jìn)行過研究，利用ROCK抑制劑增強(qiáng)干性AMD患者的細(xì)胞吞噬作用，這一研究?jī)?nèi)容也早有相關(guān)文獻(xiàn)記載。

FutureHouse團(tuán)隊(duì)成員對(duì)此做出回應(yīng)：

關(guān)于第一點(diǎn)，看起來(lái)那藥物是整合素抑制劑，而非ROCK抑制劑。其它參考文獻(xiàn)似乎也沒有提出將ROCK抑制劑作為干性AMD的治療手段，我們甚至在自己的論文中引用了其中一篇（網(wǎng)友給出的兩個(gè)鏈接中的一篇）。

非常支持大家嘗試反駁我們的發(fā)現(xiàn)，這對(duì)科學(xué)有益。請(qǐng)繼續(xù)提出。

請(qǐng)繼續(xù)提出那就繼續(xù)，網(wǎng)友再次開麥：

關(guān)于第一篇論文，你說得對(duì)，Risuteganib是整合素抑制劑，而非ROCK抑制劑。

至于其它論文，例如Croze的研究確實(shí)明確提出將ROCK抑制劑作為干性AMD的治療手段，不過我認(rèn)為Croze并未將“增強(qiáng)吞噬作用”作為治療策略。

以下是對(duì)這一問題的思考你看正確不？

使用ROCK抑制劑治療干性AMD——并非創(chuàng)新
使用ROCK抑制劑增強(qiáng)吞噬作用——并非創(chuàng)新
通過增強(qiáng)吞噬作用來(lái)治療干性AMD的ROCK抑制劑應(yīng)用——具有創(chuàng)新性

FutureHouse也再次回應(yīng)：

我們的內(nèi)部概念體系如下：

使用ROCK抑制劑增強(qiáng)吞噬作用——非創(chuàng)新性
通過增強(qiáng)吞噬作用治療干性AMD——非創(chuàng)新性
（通過增強(qiáng)吞噬作用）使用ROCK抑制劑治療干性AMD——具有創(chuàng)新性

我認(rèn)為這一概念體系仍然成立，但我們明天會(huì)進(jìn)行復(fù)核，如有變動(dòng)將及時(shí)更新。

在最新這篇論文中，針對(duì)地圖樣萎縮（GA）的治療與干性AMD的一般性治療之間的區(qū)別至關(guān)重要。因?yàn)镚A患者的視網(wǎng)膜已經(jīng)萎縮，必然存在一定視力損失；而若在干性AMD進(jìn)展為GA之前進(jìn)行治療，則有望預(yù)防視力喪失。此外，GA患者僅占所有干性AMD患者的一部分。

那么，對(duì)于這項(xiàng)成果你怎么看？

論文鏈接：https://arxiv.org/pdf/2505.13400
官方Blog：https://www.futurehouse.org/research-announcements/demonstrating-end-to-end-scientific-discovery-with-robin-a-multi-agent-system

參考鏈接：
[1]https://x.com/SGRodriques/status/1924845624702431666