通过合作伙伴关系推动进展

与新任 Abdul Latif Jameel Health 特别顾问 James J. Collins 教授的问答对话

作为改善全球优质医疗保健可及性这一使命的一部分，Abdul Latif Jameel Health 不断寻求与全球生物技术和健康行业的领先组织、研究人员、创新者和思想家建立合作伙伴关系。

2021 年 5 月，公司任命 James J. Collins 教授为特别顾问。James 是医学工程与科学研究所 (IMES) 和麻省理工学院 (MIT) 生物工程系 医学工程与科学 Termeer 教授。

他的创新研究小组从事合成和系统生物学领域的工作，开发了创新的开创性方法来“重新编程”包括细菌在内的生物，以执行针对性任务，例如检测和治疗感染。这可能会使药物更便宜、诊断测试快速，以及对抗生素耐药性感染和一系列复杂疾病的更有效治疗。

James 与 MIT 同事 Regina Barzilay 一道，是 MIT安利捷健康机器学习诊所 (Jameel Clinic) 联席教职负责人，该诊所成立于 2018 年。

我们与 Collins 教授讨论了他的研究、他在 Abdul Latif Jameel Health 的新职位以及他对全球医疗保健未来的愿景。

您能否简要概述一下您目前的工作？

我是医学工程与科学研究所和生物工程系医学工程与科学 Termeer 教授。我也是 Jameel Clinic 的联席教职负责人，该诊所由 Mohammed Jameel 及其家族慷慨捐赠建立，作为麻省理工学院致力于将人工智能用于应对医疗挑战的纽带。

除了我在麻省理工学院的职位以外，我还是哈佛大学 Wyss 研究所的创始核心教职员工，也是麻省理工学院和哈佛大学 Broad 研究所的一名研究所会员。我的实验室主要专注于两个领域：合成生物学和抗生素研究，这两个领域正在不断挖掘人工智能的潜力，以提升我们的知识和能力。

您第一次知道 Abdul Latif Jameel Health 是在什么时候？

我很快就与 Mohammed Jameel 和 Jameel 家族以及 Community Jameel 建立了联系，他们更关注转化医疗保健研究。可能是在我参与 Jameel Clinic 后的一年内，我才更具体地了解 Abdul Latif Jameel Health。它的使命与我自己的方法密切相关。我很高兴能被邀请以顾问的身份加入。我的职责主要是帮助 Abdul Latif Jameel Health 评估令人兴奋的投资或合作机会，例如最近与 Evelo Biosciences 和 Cellarity 的合作。

您认为目前全球医疗保健面临的最大挑战是什么？

大多数人认为全球健康挑战只是围绕着传染病。在我所在的领域，我们研究传染病，特别是抗生素，由于 COVID-19 疫情，我们现在也越来越多地研究抗病毒药物。但一个未被充分认识的方面是，发展中国家也面临着非传染性疾病（包括癌症和神经退行性疾病）的重大挑战。

因此，更大的挑战是如何使我们在传染和非传染性疾病方面所看到的惊人进步为所有人所负担和获得。

传统上，围绕全球公共卫生的大部分工作都是在非营利性领域进行的。Abdul Latif Jameel Health 的使命之一是从营利的角度看如何实现这一目标，利用市场力量和市场激励的能力推动有意义的变革。

在个人层面上，我的许多兴趣都集中在传染病方面，但我们越来越希望看到人工智能和合成生物学的各种工具如何能够处理其他更复杂的疾病，以及如何很好地应对全球更广泛的健康挑战。

您能否举例说明人工智能、大数据和机器学习等技术是如何推动医疗保健领域创新的？

我们首先看看抗生素，作为 Jameel Clinic 的一部分，Regina Barzilay、Tommi Jaakkola 和我本人合作看看我们是否可以利用人工智能的力量来解决抗生素耐药性危机。我们能够推进一项试点工作，我们训练了一种人工智能模型，以帮助我们确定一种名为 Halicin 的强效新型抗生素，这种抗生素对多种病原体非常有效，包括多重耐药性、广泛耐药性和泛耐药性病原体。

随后，我们能够在短短几天内将该模型应用于一个包含 15 亿种分子的庞大库，从而确定了大量其他新的候选抗生素。

我们现在通过 Jameel Clinic 在麻省理工学院启动了抗生素人工智能项目，目标是利用人工智能来设计和发现一种新型抗生素，就像我们对 Halicin 所做的那样。

在合成生物学方面，我们之前已经确定，你可以使用工程合成基因回路以及无细胞提取物。对于无细胞系统，你可以打开一个活细胞并从细胞中取出“机器”。我们的进展是表明，你可以将这些无细胞提取物以及合成生物学基因回路冷冻干燥到纸上，从而产生花费不多的纸质诊断。

也许最令人惊叹的是，在新冠肺炎 COVID-19 疫情期间，在 Jameel Clinic 的支持下，我们在一定程度上展示了我们可以利用合成生物学来创建一种 COVID-19 面罩诊断方法，它可以在短短几分钟内产生对 SARS-CoV-2 具有高灵敏度和高特异性的诊断结果。简而言之，面罩可以告诉您是否感染了 COVID-19。

这些进展距离商业化有多近？

有了 Halicin，我们现在正进一步推进其潜在的临床试验，探索其毒性，开发类似物以解决毒性问题，评估其类似药物特性的其他方面。

在纸质诊断方面，我们有从 MIT 分拆出来的 Sherlock Biosciences，后者已基于我们的合成生物学平台开发了 FDA 批准的 COVID-19 诊断方法。目前，它已被多家全球诊断公司采用，并被尼泊尔作为其国家检测标准。Sherlock Biosciences 及其合作伙伴目前正在利用我们的技术在全球各国每月进行 1,000 万次的 COVID-19 诊断测试。

诊断面罩仍处于学术阶段。尽管该产品尚未商业化，但这是一个有趣的机会，可以探索我们如何将其从麻省理工学院和 Wyss 研究所的实验室演示转移到您当地药房可能有售的产品。

确保像这样的创新进入全世界而不是仅仅成为富裕国家的医疗保健，这有多重要？

作为教授和企业家，我的一项重要使命是努力确保我们的技术为所有人所用。我们经常看到公司追求利润而不是影响力，尤其是在美国。对我而言，影响力比利润重要得多。我更愿意看到一款惠及数百万人的产品，而不是从产品中获利数百万美元。

COVID-19 疫情是否鼓励人们更多地思考这方面的问题？

是的，但并未达到应有的程度。不幸的是，贪婪是这个世界上一股非常强大的力量。

这就是我们为什么通过 Sherlock Biosciences 建立了一个名为 221b Foundation 的基金会，它以 Sherlock Holmes 在伦敦的虚构地址命名。

我们已承诺将 COVID-19 产品的所有利润捐赠给该基金会，并将 CRISPR 诊断的所有知识产权提供给任何希望开发 COVID-19 诊断的组织，因为我们明白利润需要重新回归基金会。

然后，可以将这些利润用于推动弱势群体的 STEM（科学、技术、工程和数学）工作，鼓励更多年轻人学习 STEM 学科，以推进技术进步，应对全球健康挑战。

Jameel Clinic 作为一个整体如何帮助解决其中一些问题？

Jameel Clinic 成立于大约三年前 [2018 年]，自那时起一直蓬勃发展，有许多激动人心的项目正在进行。

此次疫情期间，该诊所启动了一项名为 AI Cures 的计划，旨在推动人工智能解决新兴病原体问题，包括 SARS-CoV-2。作为这项举措的一部分，我们能够整合许多有趣的数据集，供世界各地的研究人员使用。

我们与 Regina Barzilay 和 Tommi Jaakkola 以及他们的一些研究生合作，还能够使用人工智能来开发治疗 SARS-CoV-2（导致 COVID-19 的病原体）的有效组合。

是什么让人工智能、大数据和机器学习成为医疗保健创新领域的颠覆者？

人工智能和大数据的关键方面是，这些资源让我们能够以远超我们大脑本身所能达到的任何规模来适应生物学和化学的复杂性。

即使是最简单的活细胞，细菌也比我们在地球上设计的最复杂的机器要复杂得多。实际上根本不可能全面了解这样的生命系统在数十亿年的发展过程中是如何演变的。

同样，也很难理解我们正在开发的药物会如何影响一个活细胞或活细胞组的复杂生物学特性。大数据和人工智能让我们能够做到这一点。我们可以利用这些技术，以我们以前无法达到的规模来探究活细胞的生物学特性。它能让我们明白分子之间的相互作用，从而更好地了解活细胞中所有这些令人惊讶的构成如何相互作用以产生健康的状态，以及它们如何在相互作用中分解以产生疾病状态。这让我们能够确定我们可以如何进行干预，以纠正或改善患病或受伤状态。

这些技术的潜力是否得到充分了解？

完全没有，我们仍然处于将人工智能用于处理医疗保健挑战的早期阶段。我们已经看到人工智能和大数据对信息世界和互联网的巨大影响，但在生物学和医学领域，大数据的时代还处于起步阶段。我认为，随着越来越多的数据得到收集和提供，在未来一到两个十年内，我们将会看到更多进展。在 Jameel Clinic，我们的使命之一是将下一代的医疗保健研究人员培训成多学科能手，使他们拥有人工智能/机器学习以及生物学和化学方面的专业知识，让他们能够衔接技术、科学和医学工作，取得对患者具有重要意义的突破。

展望未来，您认为全球医疗保健的中长期前景如何？

我认为，此次疫情为数不多的几个好处之一是，年轻人日益认识到传染病的重要性，认识到这是一个值得他们注意的严重问题。所以，我觉得我们会看到更多的年轻人才投身于传染病和全球健康领域，这必将提升我们在发现、治疗和预防感染方面的知识和能力。

展望未来，我们一定会看到生物医学领域发生巨大的、令人印象深刻的变化和进步。我们将会看到大数据、包括人工智能和合成生物学在内的先进技术所带来的日益增长的影响，以一种经济高效且所有人有希望能负担得起的方式，推进让我们能够在全球范围内更好地诊断疾病、治疗疾病和预防疾病的努力。