人工智能工具助力发现治疗罕见疾病的新药物

在筛选了4,000种现有药物后，一个人工智能工具帮助发现了一种能够挽救一名患有特发性多中心卡斯特曼病（iMCD）患者的药物。这种罕见疾病的生存率极低，治疗选择也非常有限。这位患者可能是第一个因AI预测系统而获救的人，该系统可能还适用于其他罕见疾病。

这项研究详细发表在《新英格兰医学杂志》上，由宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员领导。他们使用了一种称为机器学习的人工智能技术，确定阿达利姆单抗（一种单克隆抗体，已被FDA批准用于治疗从关节炎到克罗恩病等多种疾病）是最有可能对iMCD有效的“首选”新治疗方法。

与此同时，研究团队进行的实验也发现，阿达利姆单抗所抑制的一种特定蛋白质——肿瘤坏死因子（TNF），可能在iMCD中起着关键作用。他们在最严重的iMCD患者中检测到了升高的TNF信号水平。进一步分析显示，iMCD患者的免疫细胞在激活时产生的TNF比健康个体更多。

综合这些发现，该研究的资深作者、转化医学和人类遗传学副教授大卫·法根鲍姆（David Fajgenbaum）博士以及该研究患者的医生卢克·陈（Luke Chen）博士（温哥华综合医院的血液学家）决定首次尝试在这种iMCD患者身上使用这种TNF抑制剂。

“这名患者原本即将进入临终关怀阶段，但现在他已经接近两年没有复发。”法根鲍姆说，他也是非营利组织Every Cure的联合创始人。“这不仅对这位患者和iMCD来说是令人瞩目的，而且对于利用机器学习找到更多疾病的治疗方法也有重要意义。”

将已有药物用于其最初意图之外的用途被称为药物再利用。许多疾病虽然在症状、预后或病因上可能看起来非常不同，但它们在体内可能有一些共同的基础联系——如共同的基因突变或分子触发因素——因此可以用同一种药物进行治疗。

法根鲍姆自己就患有iMCD，并通过自己的研究，在十多年前找到了一种能够挽救生命的再利用药物，使他一直处于缓解状态。

这一经历激励他加入宾夕法尼亚大学的教职，并与他人共同创立了Every Cure，以解锁更多的救命再利用治疗方法。该组织旨在利用人工智能的能力来分析大量数据，以寻找已经批准的药物作为罕见疾病患者的潜在治疗方法。

在这项研究中使用的AI平台建立在研究合著者、宾夕法尼亚州立大学的研究助理马春宇（Chunyu Ma）和计算机科学与工程、生物学以及生命科学学院的副教授大卫·科斯利基（David Koslicki）的开创性工作之上。

再试一次

本文描述的患者由于多次治疗失败，正准备进入临终关怀阶段。

特发性多中心卡斯特曼病是一种细胞因子风暴障碍。细胞因子风暴的特点是免疫系统的过度反应，释放过多的炎症细胞因子（免疫系统中的蛋白质，参与细胞间的通讯），从而损害身体的组织和器官。

患有iMCD的人可能会出现淋巴结肿大、全身炎症和危及生命的多器官衰竭等症状。直到接受阿达利姆单抗治疗后，本文描述的患者才摆脱了这些问题。

下一步

尽管卡斯特曼病相对罕见——每年在美国诊断出约5,000例——但这项研究的发现可能会挽救更多人的生命。

“每年可能有几百名美国患者和几千名全球患者正在经历像这位患者一样的致命发作。”法根鲍姆说，“需要更多的研究，但我希望他们中的许多人能从这种新治疗方法中受益。”

这项研究强调了结合多种科学方法的重要性，而不是单独使用AI、实验室工作或临床研究方法。

接下来，法根鲍姆和他的团队计划在今年启动一项关于另一种再利用药物——JAK1/2抑制剂对iMCD疗效的临床试验。

更多信息：识别和靶向特发性多中心卡斯特曼病中的TNF信号，《新英格兰医学杂志》（2025年）。

由宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院提供

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