人工知能は感染症とより効果的に戦うのに役立つ

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「今後数十年で1000万人以上の命を奪うようなことがあれば、それは戦争ではなく、感染力の強いウイルスである可能性が高い。ミサイルではなく、微生物である。その理由の1つは、核抑止力に多額の投資をしてきたが、パンデミックを実際に阻止できるシステムにはほとんど投資していないからだ。」—ビル・ゲイツ、TEDトーク、2015年3月

人類は歴史を通じて感染症と闘ってきました。これまでに多くの有効な薬が開発されてきましたが、新たなウイルスは依然として私たちの脅威となっています。 COVID-19のパンデミックにより、感染症の予防と治療の現在の方法を改善する必要性が緊急に認識されるようになりました。幸いなことに、現在の人工知能 (AI) とデータ サイエンスの手法は、感染症とより効果的に戦うのに役立ちます。

20 世紀には、消毒、予防接種、抗生物質という 3 つの大きな進歩がありました。この 3 つの進歩により、人類の健康は向上し、平均寿命は少なくとも 20 年延びました。 過去100年間、人類はそれ以前の数千年よりも多くのウイルスによる課題に直面してきました。私たちが成し遂げた進歩にもかかわらず、新たな感染症は引き続き発生しており、そのいくつかは大規模な流行や流行を引き起こしています。

バイオテクノロジーは飛躍的に成長している

2015年、ケンブリッジ大学で「バイオテクノロジー科学の急速な成長の機会とリスク」と題するバイオテクノロジー会議が開催されました。バイオテクノロジー分野の専門家たちは、バイオテクノロジーが世界を築くか破壊するかの力について議論しました。また、壊滅的なリスクを回避しながら起業の機会を活用する方法についても議論しました。化学工学およびバイオテクノロジーの教授であるクリス・ロー氏、感染症情報学の教授であるデレク・スミス氏、およびディープ・ナレッジ・ベンチャーズの創設者であるドミトリー・カミンスキー氏が会議で講演しました。彼らは主に2つの結論に達しました。彼らは、予防医学の管理を最適化するために基礎的なAIとデータサイエンスを活用し、新しいワクチンの開発には強力なAIを活用するべきだと結論付けた。また、ウイルスが研究室から漏れるミスや、高度なバイオハザード技術がテロリストの手に渡るのを防ぐために特別な注意を払う必要があると警告した。

実存的リスク研究センター（ケンブリッジ大学）

パンデミックが発生すると、ウイルスに感染した人の数が増加し、増加率も増加します。テクノロジーとパンデミックが飛躍的に拡大する一方で、ウイルスや微生物による伝染病の発生源も倍増して飛躍的に増加しています。これらには天然ウイルスが含まれますが、兵器化されたウイルスも含まれる場合があります。兵器化されたウイルスの例としては、生物兵器として使用するために蚊に組み込まれたインフルエンザ+HIVウイルスがあります。 AIはこの不均衡を解消するのに役立ち、バイオ医薬品メーカーがパンデミックに対応できるようにします。現在の技術ではすでにパンデミックの脅威を軽減することができ、新世代の AI システムを使用しなくても大きな進歩を遂げることができます。

「カナダ軍は、今後12か月間にCOVID-19のピークが複数回発生する可能性に備えています。」 - カナダ軍ジョナサン・ヴァンス将軍

パーソナライズされた標的免疫

現在利用可能なテクノロジーにはいくつかのアプローチがあります。 1 つのアプローチは、データ サイエンスの手法を適用して、ワクチン接種を大規模に個別化することです。もう一つのアプローチは、AI を使用して免疫管理を最適化することです。 AI、ビッグデータ、スモールデータの技術を組み合わせることで、ワクチン配布をより洗練され、正確に大規模に実行できるようになります。これは、AI を使用して遺伝子などの個人データを分析し、各個人のリスクと特定のワクチンに対する潜在的な感受性を予測することで実現できます。その後、AI は各個人向けに最適化されたパーソナライズされたワクチンを設計するために使用されます。ここでは、AI ベースの個人プロファイルを使用して免疫管理を最適化できます。必要な技術はすでに存在しています。 AI は、人種、年齢、性別、血液型、体重、BMI、虚弱度、特定のウイルスに感染するリスクを高める可能性のある既往歴などの個人データを分析するために使用できます。個人のプロファイルが取得されると、特定の脆弱性があるため、特定のウイルスに対するワクチンの推奨を受けることができる人もいます。

国・地域別の治療効率ランキング。

COVID症状トラッカー

COVID症状トラッカー（https://covid.joinzoe.com）は、キングス・カレッジ・ロンドンとガイズ・アンド・セント・トーマス病院の医師と科学者が、健康科学企業ZOE Global Ltd.と共同で開発しました。 このアプリは、COVID-19の症状を研究し、COVID-19ウイルスの拡散を追跡するために使用できます。この研究は、ロンドン大学キングス・カレッジの遺伝疫学教授であり、TwinsUKのディレクターでもあるティム・スペクター教授が主導した。 TwinsUK は、15,000 組の双子を対象に 30 年近くにわたって実施されてきた英国の科学的研究です。この手順は、一般集団の症状を研究するだけでなく、TwinsUK 研究の 5,000 人の双子の症状の進行を理解するためにも使用されています。

この研究の目的は、科学者がCOVID-19をより深く理解できるようにすることです。科学者はこのデータを活用して、特定の地域で COVID-19 ウイルスがどれだけ急速に広がっているかを把握し、リスクの高い地域を特定し、健康状態に関連する症状をより深く理解することで誰がリスクが高いかを判断することができます。このアプリにより、研究者はさまざまなリスクグループで症状が時間の経過とともにどのように変化するかを確認し、症状が軽い患者のパターンを見つける機会が得られます。今年後半または来年に COVID-19 ウイルスの第二波が発生した場合、この情報は非常に重要になる可能性があります。このアプリはしばらく前に英国でリリースされ、すでに130万人が症状を記録しており、これは英国人口の2％に相当します。アプリの開発者は米国版を計画しており、近日中にリリースされる予定だ。

今こそ、高度な次世代研究開発技術と方法論を開発する絶好の機会です。この重要な瞬間に、私たちはディープテクノロジーと最先端技術を積極的に活用して、直面している大きなリスクと課題に対処する必要があります。まず、既存の AI 技術を活用してワクチンや治療法を改善し、人類を感染症から守ることから始めることができます。