DeepMind的基因组AI如何帮我们揭开罕见病之谜

去年，100多名研究人员自愿参与一场名为“未确诊疾病黑客松”的活动，旨在攻克医学领域的一些疑难病症，他们借助了谷歌DeepMind开发的人工智能模型AlphaGenome。该模型于今年1月28日在《自然》杂志上发表，去年已向科学家开放使用，可预测非编码DNA序列突变的多种影响，包括这些突变如何影响附近基因的活性。解读人类基因组中98%不编码蛋白质的区域是生物学的重大挑战之一，而这些序列中的突变对寻找罕见（且常致命）疾病遗传基础的研究人员来说尤其棘手。明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所的生物信息学家埃里克·克利是去年9月这场黑客松的联合负责人，他表示：“说实话，这些变异往往会被优先处理。”这场为期三天的活动在梅奥诊所举行，此前在欧洲还举办过两次类似黑客松，均由瑞典布罗特比的威廉基金会组织。该基金会由海伦·塞德罗思和米克·塞德罗思夫妇创立，他们四个孩子中有三个因未确诊疾病夭折，基金会以16岁去世的长子威廉命名。全球约有3.5亿人患有未确诊的罕见病，但利用基因组测序等现有技术只能诊断其中一小部分。海伦·塞德罗思说：“如果无法确诊，患者就会被忽视。”诊断罕见病的努力通常集中在基因组的蛋白质编码区域（即外显子组）。为验证AlphaGenome能否帮助解读非编码变异的影响，克利在2025年9月黑客松前，测试了该模型对一个他和同事已确定与某位患者诊断相关的变异的预测。实验表明，该突变改变了心脏细胞中的基因表达，但对神经细胞无影响，这与患者的症状相符。克利称，AlphaGenome对该变异影响的预测支持了这一结论。