AI는 차세대 전염병을 예방하는 비밀 무기가 될 수 있습니다.

전염병으로 인해 세계가 멈추기 4년 전인 2016년, 유엔환경계획(UNEP)은 인수공통전염병에 대한 경고를 발령하고 이를 전 세계적으로 우려되는 주요 이슈로 식별했습니다.

세계보건기구(WHO)에 따르면, 매년 약 10억 건의 사례와 수백만 명의 사망이 인수공통전염병의 결과입니다. 이 전염병은 병원균이 척추동물에서 인간으로 옮겨갑니다. 그리고 지난 30년 동안 확인된 30종의 새로운 인간 바이러스 중 75%가 다른 동물에서 유래했습니다.

그러나 몬트리올 대학의 과학자들은 그들의 새로운 인공 지능 모델링이 새로운 바이러스 "핫스팟"을 강조하고 예측할 수 있는 능력을 가지고 있다고 믿고 있으며, 이는 동물 대 인간 감염 가능성이 높은 상황을 뛰어넘고 이상적으로는 코로나와 같은 것을 예방할 수 있습니다. -19가 다시 발생하지 않습니다.

연구원들이 3년 10,000시간의 컴퓨팅 작업을 거친 이 알고리즘은 바이러스와 호스트 사이의 80,000개의 새로운 잠재적 상호 작용과 세계에서 가장 우려되는 부분을 식별할 수 있었습니다.

몬트리올 대학 생물과학과 교수인 Timothée Poisot는 "우리는 전염병이 시작되기 전인 2020년 첫 몇 달 동안 이 프로젝트를 진행해 왔습니다"라고 말했습니다.

데이터에 수동으로 연결하는 대신 기계 학습을 통해 알고리즘은 수천 종의 포유류와 수천 종의 바이러스를 평가하고 실행 가능한 모든 조합을 찾아낼 수 있었습니다.

"기본적인 문제는 우리가 바이러스와 포유류 사이의 상호 작용 중 1~2%만 알고 있다는 것입니다."라고 Poisot는 말했습니다. "네트워크는 분산되어 있고 상호 작용이 거의 없으며 단지 몇 종에만 집중되어 있습니다. 우리는 어떤 바이러스 종이 어떤 포유류 종을 감염시킬 가능성이 있는지 알고 싶어하므로 어떤 상호 작용이 가장 많이 발생할지 설정할 수 있습니다."

팀은 829개의 바이러스와 1,081개의 포유류 숙주 사이의 5,494개의 상호 작용을 설명하는 가장 큰 공개 데이터 세트인 CLOVER를 사용했으며, 그 중 대부분은 야생 동물에 중점을 두었습니다. 뿐만 아니라 호스트-병원체 계통 발생 프로젝트(HP3), Enhanced 전염병 데이터베이스(EID2) 및 글로벌 포유류 기생충 데이터베이스 V2.0(GHMPD2).

"우리가 가지고 있는 데이터 세트 중 일부는 더 오래되었습니다. 특정 종에 대한 오래된 이름이 포함되어 있거나 데이터가 손으로 입력되었기 때문에 오류가 있었습니다."라고 Poisot는 말했습니다. 기계 학습. "그 후 주요 작업은 모델의 예측 능력에 대한 신뢰 수준을 결정하는 것이었습니다."

그런 다음 연구자들은 우려되는 것으로 간주되고 인간에게 전염될 가능성이 있는 20개의 바이러스에 초점을 맞췄습니다.

"처음에는 일부 결과가 우리에게 이상해 보였기 때문에 우리는 팀에서 많은 논의를 했습니다." 쥐와 연결된 Ectromelia 바이러스가 주목할만한 바이러스로 확인된 것을 보고 놀란 Poisot가 말했습니다. "우리는 회의적이었지만 문헌을 검색했을 때 인간에게도 사례가 있다는 것을 발견했습니다."

연구원들은 또한 모델을 통해 지역을 정확히 찾아낼 수 있었는데, 이는 과학자들이 보다 표적화된 방식으로 바이러스 및 백신 연구를 추구하는 데 도움이 될 수 있습니다.

"우리 모델은 공간적 예측을 하지만 더 정확하게는 이 모델은 어떤 포유류 그룹과 어떤 위치에서 특정 유형의 바이러스가 발견될 가능성이 있는지를 구체적으로 나타냅니다."라고 Poisot는 말했습니다.

결과는 두 가지 특정 관심 영역을 보여주었습니다. 즉, 바이러스와 호스트 상호 작용이 더 독창적이고 새로운 상호 작용이 나타날 가능성이 가장 높은 Amazon 유역입니다. 그리고 사하라 이남 아프리카에서는 알고리즘이 인수공통감염병 바이러스를 옮길 가능성이 있는 새로운 숙주를 식별했습니다.

"우리는 새로운 바이러스를 발견하기 위해 포유류를 연구하고 연구해야 하는 곳을 정말로 바꾸고 있습니다"라고 Poisot은 설명했습니다.

인수공통감염 병원체는 박테리아, 기생충, 바이러스 등 다양한 형태를 취할 수 있지만, 인간과 비인간 동물이 계속해서 동일한 공간을 더 많이 점유함에 따라 이들의 유병률은 점점 더 일반화될 것으로 예상됩니다.