纳米医学抗癌：利用人工智能设计纳米粒子药物，培育和治疗虚拟肿瘤

培育和治疗虚拟肿瘤，是开发癌症新疗法的重要一步。科学家可以利用虚拟肿瘤来优化基于纳米粒子的药物设计，然后在实验室里或病人身上进行测试。布里斯托尔大学与诺维萨德大学合作，在欧洲项目EVONANO中进行了相关研究。

基于纳米粒子的药物有可能改善对癌细胞的靶向性。因为纳米粒子是微小的载体，可以将药物运送到肿瘤。通过设计可以改变其在体内移动的能力，能够正确地针对癌细胞。例如，生物工程师可能会改变纳米粒子的大小、电荷或材料，用分子包裹纳米粒子，使其易于被癌细胞识别，或将其装入不同的药物以杀死癌细胞。

在EVONANO中开发的工具，可以用于测试纳米粒子对各种肿瘤功效的假设，可以在实验中的细节水平上模拟调整纳米粒子参数的生理效果。具有挑战性的是设计正确的纳米粒子。利用人工智能机器学习技术，研究人员对纳米粒子的设计进行了微调，直到它们能够治疗所有被测试的情况，同时保留健康细胞以限制潜在的副作用。

疾病非常复杂，目前仍处于制作虚拟肿瘤的早期阶段。研究人员认为，在未来，创建一个患者肿瘤对应的数字孪生体，可以专门针对患者需要，来设计新的纳米粒子治疗方法，优化适合患者的治疗，不再需要大量的试验或实验室工作。

研究人员认为这种方法展示了计算机模拟与机器学习相结合的力量，有望为癌症治疗找到新方法。拥有培育和治疗虚拟肿瘤的软件，能更更有效开发有针对性的癌症治疗。未来的工作中，将专注于复制肿瘤的异质性和耐药性的出现。

题为“Evolutionary computational platform for the automatic discovery of nanocarriers for cancer treatment”的相关研究论文发表在《NPJ计算材料学》杂志上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

https://www.nature.com/articles/s41524-021-00614-5