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AI掀起癌症诊疗革命:从早期筛查到精准用药,"绝症"正在成为可控慢性病

发布时间:2026-06-20 06:13阅读:2

GRAIL公司的Galleri检测技术能够筛查超过50种恶性肿瘤,涵盖胰腺癌、卵巢癌等目前缺乏有效筛查手段的高危癌种。

2026年5月,GRAIL发布了PATHFINDER 2研究的完整数据——这是北美地区规模最大的同类干预性研究,纳入了35,878名无明显症状的受试者。关键数据如下:

将Galleri纳入现有推荐筛查体系后,通过筛查发现的癌症病例数量提升了6.5倍。

Galleri检测出的新发癌症中,53%处于I期或II期,70.9%为I-III期——大多数仍处于可根治阶段。

总体阳性预测值达到52.0%。

英国NHS-Galleri试验同样表明,加入Galleri后筛查发现的癌症数量增加了约四倍。

世和基因自主研发的鹰眼CanScan®,基于“cfDNA片段多组学×AI大模型”技术架构,通过大语言模型与神经网络深度整合多种片段组学特征,实现“一管血筛查九种癌”并精确定位肿瘤来源。

2025年5月,该研究成果发表于国际顶级期刊《自然·医学》(IF=58.7)。这是中国首个由民营企业发起的大规模自然人群队列验证研究,标志着中国多癌早筛从“跟随”走向“领航”。该产品已获得欧盟CE认证和美国FDA突破性医疗器械认定。

思勤医疗的OncoSeek®采用了差异化的技术路径:通过分析7种蛋白肿瘤标志物,结合AI算法和临床信息,评估14种高发癌症的风险。整体灵敏度为58.4%,特异性为92.0%,组织溯源准确率为70.6%。

其最大的优势在于成本控制:可直接利用现有实验室设备,最快1.5小时出结果,试剂成本远低于NGS测序。该产品已获得欧盟CE认证,在11个国家落地应用,并被2025年《基于液体活检技术的多癌种联合筛查专家共识》明确推荐。

面对顽固且不断进化的癌细胞,传统医学的武器是化疗——相当于往整栋大楼里投掷一颗集束炸弹,在消灭癌细胞的同时,也将正常细胞大片杀死。

而AI时代的药物设计,是运用量子级的微观几何学方法,为癌细胞的特异性蛋白量身定制专属的特效药物。

过去医药界研发一款靶向药,就是典型的“碰运气”过程。科学家首先找到癌细胞表面的一个异常蛋白(靶点),然后将化合物库中积攒的几十万种分子逐一尝试插入这个蛋白的结合位点,测试哪种能有效抑制它。研发一款新药平均需要10-15年,耗资数十亿美金,成功率低得如同购买彩票。

现在,我们利用生成式扩散模型(Diffusion Models)和SE(3)等变神经网络(能够保持分子在三维空间中的几何对称性),彻底将药物研发转变为类似3D打印的精准过程:

口袋解析:依托AlphaFold3等顶级底层模型的突破,AI已经能够在几秒钟内解析出复杂的肿瘤特异性蛋白乃至RNA的三维空间结构,并精确定位能够让药物有效结合的“口袋”区域。

分子自主生成:算法平台不再去化合物库里“寻找药物”,而是从零开始“创造药物”。AI将口袋的电荷分布、疏水性、氢键几何形态作为约束条件,像搭积木一样,将碳、氢、氧、氮原子以最优化的角度嵌入靶点口袋,直接生成在自然界中从未存在过的非天然小分子结构。

多目标帕累托最优平衡:一款优秀药物,不仅要能牢牢锁定癌细胞,还必须能顺利穿透肠胃屏障(具有良好生物利用度)、不能具有毒性、还要便于在化工厂里批量生产。AI在数字空间里让这些相互制约的指标进行上亿次的自我博弈与优化,将研发周期缩短了三分之二以上。

英矽智能(Insilico Medicine)——ISM3091的全球临床突破:

这是全球首批由生成式AI完全从头设计的、针对实体瘤的全新靶向药物(USP1抑制剂)。2026年,该分子已经顺利通过了严苛的临床前数据验证,正在全球多中心开展针对晚期实体瘤、小细胞肺癌和乳腺癌的临床试验。AI将这款新药的临床前研发时间从传统的平均5年大幅缩短到了惊人的18个月。

礼来(Eli Lilly)与NVIDIA的超级计算合作:

2025至2026年,礼来联合NVIDIA全力打造了名为“Naiad/NERVA”的超级AI医药计算基础设施。通过这台算力怪兽,他们正在对数以百计的传统“不可成药靶点(Undruggable Targets)”进行全面解构,多个全新的针对肺癌和胶质瘤的AI生成分子正在以月为单位被批量生产并推向一期临床试验。

如果说AI在早筛中的角色是“发现敌人”,那么在治疗领域,它正成为“设计武器”的核心引擎。

传统药物研发遵循“双十定律”——十年时间、十亿美元投入,且成功率极低。当前由于AI的深度介入,正在从根本上改写这一规则。

在所有的抗癌手段中,最完美的医生其实是人类自身的免疫系统(尤其是T细胞)。癌细胞之所以猖獗,是因为它们极其擅长伪装,能向免疫系统发放“免死金牌”(欺骗免疫细胞,让它们误以为它是好人)。

个性化mRNA癌症疫苗的本质,就是把癌细胞的所有表达直接输入到患者的免疫中枢系统里,让T细胞大军在全身展开地毯式的定点清除。

AI通过比对患者健康细胞和癌细胞的DNA/RNA数据,把所有变异的地方挑出来。接着,利用深度学习模型,把氨基酸序列当作代码,去模拟多肽与免疫MHC分子之间的三维物理静电吸附力,挑出最能激活T细胞的“黄金新抗原”。

特别值得振奋的是,2026年4月,华盛顿大学医学院在《Nature》上发表了一项具有里程碑意义的底层机制突破:科学家的AI模型在复盘临床实验数据时意外发现,mRNA疫苗不仅通过传统的cDC1树突状细胞训练T细胞,还能通过一条过去被医药界完全忽略的非传统途径——cDC2树突状细胞通路,激发全新分子指纹的抗肿瘤T细胞。

这一机制的发现,立刻被转化为算法权重,用于在2026年下半年优化新一代定制疫苗的免疫激活效率,让抗癌效果直接翻倍。

Moderna/默沙东——mRNA-4157(V940)个性化癌症疫苗:

这是目前人类历史上最接近成功的大型个性化癌症免疫工程。针对已经切除了病灶、但有极高复发风险的晚期黑色素瘤和非小细胞肺癌(NSCLC)患者,AI在数周内为其量身定制出包含34个独特新抗原的独家mRNA疫苗。

在2025至2026年持续披露的长期临床随访数据中,该AI定制疫苗联合PD-1抑制剂,成功将患者的复发或死亡风险大幅降低了44%。目前,该疫苗已在美、英、中等全球多地全面进入III期临床冲刺阶段。

尽管前景令人振奋,我们仍需清醒认识现存挑战:

医疗数据涉及极高的隐私。目前全球各大医院、不同种族之间的病理和基因数据互不联网。AI如果没有高质量、标准化的“清洁燃料(清洁数据)”,就极易产生算法偏见。

癌细胞是活的,它们在AI靶向药的精准压力下,会以惊人的速度再次发生非线性突变,产生耐药性。如何让AI算法的生成与迭代速度,永远跑赢癌细胞在人体内的进化速度,是目前全球计算机科学家与生物学家攻坚的终极难题。

供应链与高昂的制造成本。个性化mRNA癌症疫苗需要针对每一个病人单独开辟一条生产线。在患者切除肿瘤后的几周黄金窗口期内,AI计算并实现符合严格药监标准的无菌快速生产,其冷链物流及制造成本目前依然是个天文数字,距离普惠大众仍需时间。

在过去长达数千年的文明史中,癌症在人类眼里是一个“无法预测、不可解构的玄学天灾”。但AI时代的到来,彻底改变了战场的攻防位置。我们正在动用整个当代科学庞大的极限算力,进行着一场的划时代的医学工程革命。

根据我的观察与研究,以及与相关专家的交流,我认为在这个时代,无论是为自己和家人做长线的健康规划,还是仅仅在资本市场去评估科技风向,一定要坚定地站在“数据驱动、硅基增强、多学科融合”的现代科学这一边。我坚信,人类在这场旷日持久的终极战役中,正在拿回属于我们自己的绝对主导权。

虽然从“技术可行”到“临床常规”,中间还需跨越标准化、成本控制和终点验证等多重关卡。但方向已经不可逆转:AI正在将癌症从“绝症”重新定义为“可早期发现、可精准治疗”的慢性病——而这一天,终将到来。