USC研究人员开发了一种新的方法来对抗冠状病毒和加速疫苗研发的突变，以阻止造成数千人死亡和经济破坏的病原体。

USC Viterbi工程学院的研究小组利用人工智能(AI)开发了一种方法，以加快疫苗的分析，并对最佳的预防性医疗疗法零进行分析。

这种方法很容易被用来分析病毒的潜在突变，确保尽可能好的疫苗能迅速找到解决方案，让人类在不断变化的传染中获得巨大优势。研究称，他们的机器学习模式可以完成疫苗设计周期，这些周期需要几秒钟或几年的时间。

“这个人工智能框架适用于这种病毒的具体情况，可以在几秒钟内提供疫苗候选人，并将他们快速转移到临床试验中，以便在不损害安全的情况下实现预防性医学治疗， ” USC维特比(Viterbi)电力和计算机工程副教授、该研究的相应作者保罗•波格丹(Paul Bogdan)说。 “此外，可以对它进行调整，帮助我们在冠状病毒在世界各地变异时保持领先。 ”

研究结果今天(2021年2月5日)发表在《自然研究科学报告》中

该研究称，当将导致COVID - 19的病毒应用到SARS - CoV - 2时，计算机模型迅速消除了95%本可以治疗病原体的化合物，并确定了最佳选择。

人工智能辅助方法预测，有26种潜在的疫苗可以对抗冠状病毒。科学家们从这些疫苗中找到了最好的11种疫苗，可以用来制造多皮状病毒疫苗，用来攻击冠状病毒用来捆绑和穿透宿主细胞的突发性蛋白质。疫苗的目标是该地区或传染的表皮状病毒，以破坏该病毒的复制能力。

此外，工程师们还可以在不到一分钟的时间里为一种新病毒制造一种新的多环疫苗，并在一小时内验证其质量。相比之下，目前控制病毒的过程需要在实验室里增加病原体，使其失去活力，并注入导致疾病的病毒。这个过程耗时长，需要一年多的时间；与此同时，疾病会蔓延。

USC方法有助于对抗COVID - 19突变

在这种流行病的现阶段，这种方法尤其有用，因为冠状病毒开始在全世界人口中变异。一些科学家担心，这种变异可能会最大限度地降低辉瑞(Federal Reserve Bank)和Moderna疫苗的效力。 辉瑞和Moderna目前正在分发疫苗。最近在英国、南非和巴西出现的病毒变异似乎更容易传播，科学家称，这将迅速导致更多病例、死亡和住院。

但波格丹表示，如果SARS - CoV - 2无法被现有疫苗控制，或者需要新疫苗来应对其他新出现的病毒，那么USC的人工智能辅助方法就可以用来快速设计其他预防机制。

例如，研究解释说， USC科学家只使用了一个B细胞表观和一个T细胞表观，而应用更大的数据集和更可能的组合可以开发一个更全面和更快的疫苗设计工具。

“拟议的疫苗设计框架可以应对三种最常见的突变，并扩大到应对其他可能不为人知的突变， ”波格丹说。

这项研究的原始数据来自一个名为Immune Epitope数据库(Immune Epitope Database)的大型生物信息学数据库，世界各地的科学家一直在该数据库中收集有关冠状病毒和其他疾病的数据。 IDB包含来自约3600种不同物种的60多万个已知表皮，还有病毒病原体资源(Virus Pathogen Resource)，这是一个补充性的病原病毒信息库。 SARS - CoV - 2的基因组和激增蛋白质序列来自国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnical Information)。

COVID - 19在全世界导致8 700万人死亡， 188万人死亡，包括美国40多万人死亡，破坏了许多国家的社会、财政和政治结构。

研究作者是USC Viterbi电气和计算机工程系的Bogdan 、 Zikun Yang和Shahin Nazarian 。

对这项研究的支助来自国家科学基金会的职业奖(CPS / CNS - 1453860)和国家科学基金会的赠款(CCF - 1837131 、 MCB - 1936775和CNS - 1932620)；美国陆军研究办公室的赠款(W911NF - 17 - 1 - 0076)；国防高级研究项目局(DARPA)青年学院奖和主任奖赠款(N66000 - 17 - 1 - 4044)和诺斯罗普格鲁曼赠款。