A mesterséges intelligencia (AI) szerepe a vakcinafejlesztésben

Interjú Wayne Koff a Harvardi Egyetem epidemiológus professzorrával és a Humán Vakcinák Projekt alapító elnökével

Generációk óta tudjuk, hogy az immunrendszerünk eltérései miatt nem mindenki reagál egyformán jól az oltásokra. Például nem nagyon sikerült megvédeni az újszülötteket a fertőzésektől, mert az immunrendszerük még mindig éretlen. Azt is tudjuk, hogy az idősebb felnőttek és az idősek gyakran rosszabbul reagálnak az oltásokra, mert öregszik az immunrendszerük.

kep_php.jpeg

 

Wayne Koff, PhD, a Humán Vakcinák Projekt alapító elnöke és vezérigazgatója. A humán vakcinák projektbe való belépés előtt, 1999 és 2016 között, Koff tudományos vezető és kutatás-fejlesztési alelnök volt a New York-i Nemzetközi AIDS Vakcinák Kezdeményezésén (IAVI), és ő vezette az IAVI kutatását és fejlesztését (K + F) . Az IAVI-nál elért eredményei közé tartozik több HIV-oltóanyag kifejlesztése klinikai vizsgálatok révén; korszerű laboratóriumok létesítése az USA-ban, Európában, Indiában és Afrikában; az első HIV-vakcinakísérletek elvégzése Indiában, Kenyában és Ruandában; a Neutralizáló Antitest Konzorcium létrehozása, amely új, széles és erőteljes neutralizáló antitesteket azonosított a HIV ellen, amelyek új célok felfedezéséhez vezettek a vakcina tervezéséhez; és olyan klinikai kutatási hálózat létrehozása Afrikában, amely alapvető vizsgálatokat végzett a HIV patogeneziséről, előfordulásáról és akut fertőzéséről. 2020-ban Koff urat a Harvard Chan Közegészségügyi Iskola epidemiológia adjunktusává nevezték ki. 

A Humán Vakcinák Projekt az emberi immunrendszer megértése érdekében ötvözi a biológiát a mesterséges intelligenciával (AI). Hogyan garantálható a biztonság a mesterséges intelligencia humán egészséggel kapcsolatos használatában?

A COVID-19 megmutatta az idősödés, valamint az alacsony és közepes jövedelmű országok (LMIC) népességének kiszolgáltatottságát a betegségekkel szemben, a betegségek elleni küzdelem globális egyenlőtlenségeit és azt, hogy a világ mennyire felkészületlen a járványok megelőzésében. A tudósok évtizedek óta figyelmeztetnek minket ezekre a kérdésekre. Minden oltásnál továbbra is fennáll az igazi kihívás, hogy megvédjük azokat, akik a leginkább veszélyeztetettek a betegségekkel szemben: újszülöttek, öregedő felnőttek és az alacsony és közepes jövedelmű országokban élő emberek.

A vakcinák többsége nem elég hatékony ezen veszélyeztetett csoportok számára, illetve az oltások felvételének története mind az öregedő, mind pedig az alacsony és közepes jövedelmű ország populációnak számára történelmileg alacsony. Ez a probléma nem csak a COVID-19 esetében jellemző. A fertőző betegségektől az olyan krónikus állapotokig, mint a rák, a szívbetegségek és az Alzheimer, az elkövetkező évtizedekben megdöbbentően növekszik majd a betegségek terhe a világon, mivel a globális népesség medián kora is drámaian növekszik.

A világ legsebezhetőbb társadalmának megvédésére a 21. század betegségei ellen mi, az Emberi Vakcinák Projekt keretében új stratégiákat dolgozunk ki az oltások fejlesztésére és bevezetésére. Ez a stratégia azon alapelven alapszik, hogy a veszélyeztetett népességcsoportok hatékony immunitásának megfejtése központi szerepet játszik e a populációk általános egészségének a javításában, hogy az emberi immunrendszer dekódolása ma már megvalósítható az orvosbiológiai, mérnöki és informatikai tudomány (AI és gépi tanulás) konvergenciája révén, és hogy a globális koordináció megkönnyíti ezen célok elérését. A jelenlegi járvány rávilágított arra, hogy mennyire sürgős ez a feladat.

Mind a tudományos szakirodalomban, mind pedig a tudományos tanulmányokban generált adatok mennyisége meghaladja az emberi képességet arra, hogy az ilyen adatokat teljes megértse és elemezze. Az AI segíthet elemezni, következtetéseket levonni és új kutatási hipotéziseket generálni az egyre nagyobb tömegű adatállományokból, és felgyorsíthatja a tudományos vizsgálatok lefolytatását, a következtetések levonását, beleértve a halálos betegségek elleni biztonságos és hatékony vakcinák kifejlesztésének új módjait is.

A mesterséges intelligenciára (AI-re) úgy is tekinthetünk, mint egy olyan eszközre, amely megérti és elemzi a matematika és a statisztika terén elért eredmények által generált összetett adatokat. Annak ellenére, hogy az emberi immunitás AI-modelljeinek nagy lehetősége van a termékfejlesztés átalakítására, gyorsabbá, olcsóbbá tételére és, a közeljövőben továbbra is jól bevált, etikus és biztonságos folyamatokra kell támaszkodnunk ahhoz, hogy jóváhagyhassunk új gyógyszereket és oltásokat.

Mi volt a Humán Vakcinák Projekt legnagyobb kihívása és legsikeresebb diagnosztikai felfedezése? 

Ha jobban megértjük, hogyan küzd az emberi immunrendszer a betegségekkel, akkor forradalmasíthatjuk az új oltások és terápiák fejlesztését. A saját immunitásunk megértésével lehetőségünk nyílik arra, hogy jobban megvédjük magunkat a következő lehetséges pandémiától, miközben előrelépést tudunk tenni olyan kezelhetetlen betegségek kezelése ellen is, mint a rák, a HIV és az Alzheimer. A munka nehéz és összetett, de az elért eredmények óriásiak lehetnek.

A COVID Vakcina-Kezdeményezésük eddigi eredményei ígéretesek a járvány elleni küzdelemben? Miért összpontosít a projekt a kiszolgáltatott lakosságra?

A számos sikeres COVID-19 vakcina kifejlesztése nem csupán figyelemre méltó tudományos eredmény: esélyt ad arra is, hogy megértsük, egyes vakcinák miért ilyen sikeresek, ,míg mások nem. Ez a jövőben segíti a még jobb oltások kialakítását az új járványok és a régi betegségek leküzdéséhez, valamint megvédi azokat, akik a legkiszolgáltatottabbak a betegségekkel szemben.

Generációk óta tudjuk, hogy az immunrendszerünk eltérései miatt nem mindenki reagál egyformán jól az oltásokra. Például nem nagyon sikerült megvédeni az újszülötteket a fertőzésektől, mert az immunrendszerük még mindig éretlen. Azt is tudjuk, hogy az idősebb felnőttek és az idősek gyakran rosszabbul reagálnak az oltásokra, mert öregszik az immunrendszerük. Ha megfejthetnénk, hogyan lehet jobban megvédeni ezeket a kiszolgáltatott embereket, milliók életeit menthetnénk meg. A témáról átfogó publikációt tettünk közzé a Science Translational Medicine-ban.

Hogyan segít a mesterséges intelligencia elkerülni elkerülni a jövőbeni légúti vírusok okozta járványokat? 

Az AI segíthet a jobb, biztonságosabb és gyorsabb oltások megtervezésében. Megtehetjük ezt úgy, hogy több ezer szimulációt vagy tervet futtatunk számítógépen hónapok alatt, meghatározzuk a legnagyobb esélyeket a sikerre, és elkezdjük a tesztelést a szabványos termékfejlesztési folyamat alatt, mely a COVID-19 járványban például nagyon jól működött. Ez elősegítheti az oltóanyag-fejlesztés folyamatának felgyorsítását, és nagyobb esélyt ad a sikerre. Mint az a COVID-19 esetében kiderült, halálesetek százezreit akadályozhattuk volna meg, ha néhány hónappal korábban lett volna kész vakcinánk. Ha még tovább gondolkodunk, azt látjuk, hogy az elmúlt 20 évben három nagy globális koronavírus-kitörésünk volt (SARS-1, MERS és SARS-2 / COVID), és attól tartunk, hogy a jövőben még több lehet. Szükségünk van tehát az oltásokra, még mielőtt a következő járvány kitörne. Hisszük, hogy az AI hatékony eszköz lehet az univerzális vakcinák megtervezésében, amelyek minden koronavírus-pandémiát kezelnek, a múltban és a jövőben egyaránt. Ez az AI valódi ereje: felgyorsíthatja a tudományt, és végül életeket menthet meg.

Mit tehetünk a politikai és közegészségügyi szereplők közötti szakadék felszámolásáért, és hogy a vakcinákba vetett bizalmat átláthatósággál, oktatással és elkötelezettséggel tudjuk biztosítani? 

Az oltásokkal kapcsolatban narratívákkal foglalkoztunk. Egyrészt az immunizálást a 20. század tíz legnagyobb közegészségügyi eredményének tekintik, másrészről az oltóanyag-hezitencia a COVID-19 világjárványt megelőzően is a világ egészségi állapotát fenyegető tíz veszély közé tartozott 2019-ben. A COVID-19 előtti korszakban már nagy földrajzi eltérés mutatkozott az oltóanyag-bizalom szempontjából.

Ez mivel magyarázható?

Ennek a jelenségnek a megértéséhez előbb meg kell értenünk, hogy az vakcina-hezitencia nem új keletű; az oltások bevezetése óta létezik, és azzal magyarázható, hogy az oltások olyan termékek, amelyeket egészséges embereknek adnak be. Az oltási tétovázás egy sokrétű jelenség, amely az embereknek az oltások kockázat-haszon elemzésével kapcsolatos félelmeiből és kétségeiből fakad, különösen a hatékonyságuk és biztonságosságuk szempontjából. Ezt főleg az új oltásokkal látjuk. Az ismeretek hiánya, a személyes kockázatok téves észlelése és a betegség fenyegetésének túlzásba vetett hite mind befolyásolhatják az emberek betegségérzetét. 

Továbbá az oltóanyag-bizalom tükrözi az egyének egymáshoz való kapcsolatainak halmazát egy közösségi döntés részeként. Ha az oltóanyag hezitanciára gondolunk, fontos különbséget tenni a félretájékoztatás és a bizalmatlanság között. Még egy évtizeddel azután, hogy visszavontak egy hibás publikációt, amely tévesen kapcsolta össze az autizmust a kanyaró, mumpsz, rubeola oltással, továbbra is fennáll az a tévhit, hogy a vakcinák autizmust okoznak.

Az internet és a közösségi média megváltoztatta az emberek ilyen típusú információfogyasztásának módját, és létrehozta az oltásellenes közösséget, amelyek ma is léteznek, főként a gazdag országokban. Néhány más országban az emberek vallási, politikai és történelmi tényezők miatt nem bíznak az oltásokban. Sokféle elem járul hozzá ezekhez a hiedelmekhez és felfogásokhoz.

Van-e különbség a COVID-19 vakcinák elfogadása terén?

Az adott oltás körüli szkepticizmus túlmutat a tipikus oltási hezitencián. A COVID-19 segítségével egy új betegséggel és sok bizonytalansággal van dolgunk, nem beszélve arról, hogy az innováció és az oltóanyag felfedezése soha nem látott sebességgel történik. Ez sok a nyilvánosság számára, különösen a létező téves információkat figyelembe véve. Kutatásunk során kiderült, hogy a COVID-19 vakcina elfogadottsága világszerte jelentősen eltér. A betegség körüli kétségek, az új vakcina biztonságosságának és hatékonyságának szkepticizmusa, a rendszer bizalmatlansága, valamint a COVID-19 előtti, korábban kialakított oltási hiedelmek kölcsönhatásba léptek egymással, és együtt járulnak hozzá ahhoz a vonakodáshoz, amelyet ma észlelhetünk. Ezek a jellemzők a vizsgálatunk összes országára, valamint az Egyesült Államok főbb alcsoportjaira vonatkoznak.

Általánosságban elmondható, hogy a COVID-19 vakcina elfogadottsága magasabb a közepes jövedelmű országokban, összehasonlítva a gazdag országokkal. Az Egyesült Államokban és Európában a közelmúltig a nyilvánosság sokkal kevésbé ismerte a fertőző betegségek borzalmait. A betegség magas terhe önmagában nem biztos, hogy elegendő motivációt jelentene a nyilvánosság számára, hogy oltást keressen magának, különösen, ha politikai okok miatt megtagadták a COVID-19-et.

Az oltások elfogadása attól is függ, hogy a kormány hogyan kezelte a járványt, attól, továbbá attól is, hogy az adott kormány széles körű bizalommal bír-e. Az oltások elfogadásának nagyon sok köze van a közegészségügyi szemlélethez, amint azt a maszkok viselésével és más megfelelőségi kérdésekkel is láthattuk. Nem meglepő tehát, hogy azok az emberek, akik nem tartják be a közegészségügyi intézkedéseket, kevésbé hajlandók elfogadni az oltásokat.

A marginalizált csoportok, például az alacsony jövedelműek, az alacsony iskolai végzettségűek, a nem biztosítottak és a kisebbségi csoportok általában jobban ki vannak téve a COVID-19 vakcina hezitánciának. Az Egyesült Államokban a nők, a fiatalok, a republikánusok, az afroamerikaiak és a latin-amerikaiak általában vonakodóbbak, mint a lakosság többi része. A közösségi média és a közösségi hálózatok kulcsfontosságú szerepet játszottak a felfogás alakításában.

A COVID-19-ről szóló rengeteg információ miatt az emberek egyre jobban ismerik az oltási terminológiát: a nyájimmunitást, a részleges hatékonyságot, a mellékhatásokat, a vizsgálatok leállítását stb. Másrészt nincs koherens és átfogó alapismeret a laikusok közönség számára. Az alapismereteknek ezen hiánya, valamint a járvány által okozott félelem és szorongás elősegítette a téves információk terjedését

Hogyan kezelik a COVID-19 vakcina hezitenciát?

Először is a politikai döntéshozóknak világos és egységes kommunikációt kell folytatniuk, a betegség tagadásának és kétségeinek, valamint a nyilvánosság félelmeinek és tévhiteinek csökkentésére. A nyilvánosság kockázatfelfogását és az új oltás iránti bizalmát tehát perspektívába lehet helyezni, megkönnyítve annak meglátását, hogy valójában mi is a tét. Az oltóanyag-oktatási kampányoknak a pandémiára egészére és annak a közösségekre gyakorolt ​​hatására kell összpontosítaniuk, ahelyett, hogy tartalmukat az oltások biztonságára és hatékonyságára korlátoznák.

Másodszor elengedhetetlen a bizalom (újra) megteremtése a tudományban, az intézményekben, és a kormányzati üzenetekben. Egy másik kulcsfontosságú elem a bátorság annak kijelentéséhez, hogy egyes intézkedések nem voltak megfelelőek vagy elégtelenek.

Harmadszor, az oltások elfogadásának földrajzi eltérése miatt olyan oltási programokat kell kidolgoznunk, amelyek minden országra és régióra jellemzőek. A hatékony közösségi szerepvállalás elengedhetetlen. A korábbi új vakcina bevezetéséből, többek között a humán papillomavírus (HPV) vakcina bevezetéséből és az Ebola vakcinakísérletből levont tanulságok mind hangsúlyozták a közösségi munka fontosságát, amely figyelembe vette az egyes országok, régiók és alcsoportok érzékenységét is. 

Negyedszer, meg kell érteni az egyes közösségek kontextusát, felfogását és a vakcinázás körüli társdinamikát.  Fontos invesztálni az ezen a területeken végzett kutatásokba, és hatékonyabb kutatásokon alapuló kommunikációs stratégiákat kell kidolgozni. Az online közösségekkel és stratégiákkal kapcsolatos kutatás során különösen fontos a közösségi média platformokkal és az influencerekkel való együttműködés.

Ötödször, a terhes nők és anyák jelentős része további biztonsági aggályokat fogalmazott meg az elégtelen terhesség és a gyermekekre vonatkozó klinikai bizonyítékok miatt. Amint egyre több ilyen adat válik majd elérhetővé e két csoport vonatkozásában, a terhes nők és az anyák több lehetőséget kapnak arra, hogy bizalmat vessenek a vakcinákba. 

Ha nem akarsz lemaradni a friss cikkekről, kövesd az oldalt a Facebookon is. 

A cikk fordítás. Az eredeti cikk angol nyelven elérhető itt

Kép forrása