本文经AI新媒体量子比特（公众号ID：QbitAI）授权转载，转载请联系出处转载。就在这两天，“新型冠状病毒变种天津大战欧米康”引起了极大关注。Omicron最早发现于南非，现已传播到世界大部分地区，从发现之日起已经流传了三代人。作为防疫“主战场”的天津，截至昨日12时，累计报告阳性病例97例。抗击疫情刻不容缓。与此同时，全球科学家对Omicron的研究也没有停滞。来自北卡罗来纳大学夏洛特分校的ColbyFord研究团队近日发布了最新研究成果：利用AI技术，几乎准确预测了Omicron的复杂结构。他们的工作可以说是“站在巨人的肩膀上”，具体来说就是利用AlphaFold2和RoseTTAFold来预测3D蛋白质结构。在论文中，Ford将研究结果总结如下：Omicron受体结合域(RBD)的一些结构变化可能会减少抗体相互作用，但不会完全避免现有的中和抗体。简单来说，现有的疫苗对Omicron病毒是有效的，但由于其结构发生变化，导致抗体的识别能力降低。这可以解释为什么在现有的Omicron感染病例中有接种过疫苗的患者。但这项研究提供了更为深远的意义，正如《连线》杂志评论的那样：它可以为未来的药物指明方向。AI在一小时内预测出Omicron的结构。关于这项研究，还得追溯到去年11月27日。当天凌晨，世界卫生组织正式将新冠“最恶性变种”命名为Omicron。次日，不列颠哥伦比亚大学（UBC）的SriramSubramaniam赶来下载网上公布的基因组序列，并安排将Omicron的DNA样本运送到实验室。他们想用的方法是用显微镜揭示Omicron蛋白的3D结构。与此同时，ColbyFord正在密切关注此事。它也被世界卫生组织正式命名，他尝试使用免费的人工智能软件从Omicron基因组编码的氨基酸序列中预测它的结构。福特在一个小时后就得到了他的第一个结果，并迅速将它们发布到网上。Subramaniam于12月21日公布了他们的显微镜结果。最终结果表明，福特利用AI技术预测的两种蛋白质结构中的一种与Subramaniam的真实观察结果高度接近——中心原子的位置误差仅为半埃左右（约一个氢原子的半径）。不过，福特认为，对于新冠这样的病毒，研究的及时性尤为重要，毕竟其传播的凶猛是有目共睹的。至于福特采用的AI方式，如前所述，是基于AlphaFold2和RoseTTAFold。总体而言，他的研究主要包括三个方面。第一步是监测变体(VBM)和关注变体(VOC)的序列比较。福特团队下载了新冠病毒的参考基因组，以及各种VOCs和VBMs的前100全基因组序列。对这些基因组进行了进一步的“比对”和“剪枝”工作，最终留下了1026个序列。以此为基础，福特对这1026条序列进行了“注释”，然后根据序列的相似性确定了这些序列上的受体结合基序。然后，他们使用MEGA11.0.10版本计算每对序列之间的成对p距离，然后使用标准翻译表将刺突蛋白的变异核苷酸序列翻译成氨基酸。该序列最终被修剪为仅包含刺突蛋白的RBD（位置319至541）。第二步是RBD的结构预测。在这一步中，Ford使用AlphaFold2和RoseTTAFold根据上面获得的Omicron衍生的RBD氨基酸序列创建了一个预测的3D蛋白质结构。基于AlphaFold2的预测使用PTM方法（预测的TM-score）以“单序列”模式运行。基于RoseTTAFold的预测以“mmseqs2”模式运行。这两个系统都生成了Omicron的预测RBD结构，以及围绕多重比对覆盖率、预测比对误差(PAE)和预测置信度(pLDDT)的指标。第三步是中和抗体相互作用模拟。在这一步中，福特团队基于上面得到的OmicronRBD的预测结构，模拟了与现有的四种中和抗体结构（分别为C105、CC12.1、CC12.3和CV30）的相互作用。在此过程中，他们仅使用抗体构建体的单片段抗原结合(Fab)区域作为对接位点。接下来，他们使用生物分子建模软件HADDOCK来预测RBD表位与中和抗体结构的附属体之间的结合亲和力。最后，福特团队将实际复合体（即真实的RBD结构和Fab）的指标与Omicron预测的RBD结构（具有相同的Fab）进行了比较。……而且从实验结果来看，现有的中和抗体可能仍会与Omicron突变的突变刺突蛋白结合。然而，与参考RBD结构相比，Omicron的RBD似乎对中和抗体具有降低的亲和力。AlphaFold2和RoseTTAFold的结果表明，来自先前感染的抗体至少提供了一些针对Omicron的保护。也正因为如此，加上Omicron患者的症状没有之前那么严重了德尔塔，很多人将其比喻为“大感冒”。但事实真的如此吗？张伯礼：Omicron不是“大冷”。就在这两天天津疫情备受关注的时候，国内专家纷纷出面解说“大寒”。国家传染病医学中心主任张文宏认为，对于获得免疫力的人来说，是一场“大流感”。如果你的免疫力不够强，Omicron不是“大流感”；没有好的医疗资源，欧米康就会“反咬一口”。中国工程院院士张伯礼也表示：欧米康与“大流感”不一样。国外大约50%到60%的患者有持续的症状或后遗症，但普通流感不会出现这么多。而就在近日，世界卫生组织也对Omicron发出了警告，称“虽然它的毒性可能很弱，但也不容小觑”。甚至做出了“超过一半的欧洲人可能在6到8周内被感染”的预测。因此，做好防疫措施仍是重中之重。对此，汕头大学病毒学专家常荣山建议，“没有N95或KN95口罩的天津市民，出门应佩戴双层医用外科口罩，或在布口罩外戴医用外科口罩，以增强密闭性。”他说：叠加两个口罩的防护效果是90%，即可以减少90%的感染概率，而单个口罩的效果是70%。
