新机情报社
2026-08-08 00:35来自 科学看点

美科学家用AI设计出16种全新病毒,普通人能否用开源Evo复制?成功率仅5.6%

  美国斯坦福大学与Arc研究所联合团队利用AI模型Evo,首次设计出16种全新功能性噬菌体病毒,成功率为5.6%。这些病毒能杀灭耐药大肠杆菌,不会感染人类。研究发表于《科学》杂志,引发生物安全热议。

  据公开报道,该研究由斯坦福大学和Arc Institute科研人员合作完成,项目负责人为Brian Hie。研究团队使用名为Evo的生成式AI程序,该程序能学习海量DNA序列并编写新的基因组。2026年8月6日,论文正式发表在《科学》杂志上[1][2]

  AI是如何从零设计出全新病毒的?

  首句结论:Evo模型通过深度学习海量噬菌体基因组序列,掌握了病毒基因组的“语法”,从而生成全新的DNA设计序列。

  Evo模型的工作原理类似ChatGPT,但学习对象不是人类文字,而是“生命的语言”——病毒、细菌、植物及人类的遗传编码序列[3]。研究人员以天然噬菌体ΦX174为模板,该病毒只感染大肠杆菌,是1977年首个被测序的基因组,2003年首个被化学合成[4]。团队用数百万个噬菌体基因组训练Evo,并用该家族14466条序列进行微调,定向引导至单一模板。训练数据刻意剔除了所有能感染人类、动物和植物的病毒遗传代码,使模型在底层逻辑上不具备创造威胁真核生物病毒的能力[5]

  在生成阶段,Evo输出了约70万个候选基因组序列,研究团队从中挑选出302个最有希望的方案进行化学合成,再放入实验室细菌体系测试复制能力,最终筛选出16种具备完整活性的新型噬菌体[4][3]。这些病毒能够感染并裂解大肠杆菌,证明它们具有真实生物学功能。

  普通人能用开源Evo模型随意造出危险病毒吗?

  首句结论:不能。从AI设计到真的造出活病毒,中间横着好几道普通人根本跨不过去的高墙。

  尽管Evo模型开源后任何人都能下载代码运行,但它的输出只是一串DNA碱基序列,相当于“配方”而非成品。要变成真实病毒,必须经过DNA化学合成、将合成DNA导入活细胞、细胞读取序列并组装出病毒颗粒等一系列高难度实验操作[3]。这些实验需要精密的DNA合成仪和具备相应生物安全等级的实验室(如BSL-1/2),家庭环境根本无法满足[6]

  更关键的是,目前AI设计成功率极低。斯坦福团队从Evo生成的约70万个候选基因组中,只挑选出302个设计进行合成,最终仅16种具备生物活性,成功率约5.6%[4]。这意味着需要海量筛选和试错,对硬件、时间和专业判断的要求极高。即便是成功的设计,后续验证也发现16个中只有9个与合成产物完全匹配,其余7个出现替换或缺失[4]——生物学仍在不断“编辑”AI的设计。

  此外,第三方DNA合成公司都有生物安全筛查机制。若有人提交危险病原体相关序列,正规公司会比对已知危险病原体数据库,发现风险即拒绝合成[7]。美国国立卫生研究院(NIH)也已出台新政策,限制能够增强生物因子危害性的实验,涉及病毒构建的科研提案会受到严格审查[4]

  AI设计的病毒会不会威胁人类健康?

  首句结论:本次设计出的16种病毒均为噬菌体,只感染细菌,不会感染人类或其他高等生物。

  研究团队在训练Evo模型时,特意排除了所有能够感染人类、动物和植物的病毒遗传代码,因此模型在底层逻辑上不具备创造人类杀手病毒的知识储备[5]。实验产物都以ΦX174为模板,而这种天然噬菌体只能感染大肠杆菌[2]。实验室验证也表明,这些新型噬菌体在测试的八种大肠杆菌菌株中保持了模板的宿主范围,未出现跨物种感染迹象[4]

  然而,技术本身是中性的。约翰斯·霍普金斯大学健康安全中心专家Moritz Hanke指出,AI设计病毒的能力已成为现实,但治理机制需要同步跟上,关键在于监管好“从代码到生物体”的转化环节[1][2]。研究负责人Brian Hie也表示,目前用AI系统制造生物武器可能适得其反,只会拖慢你的进度[4]

  科学家如何防止AI被滥用制造生物武器?

  首句结论:目前监管的关键不在AI本身,而在DNA合成和实验环节的把关。

  据财联社报道,在论文发表前九天,美国政府已书面明确,利用软件设计新型生物制剂本身并不被禁止,但实际构建的提案受约束[4]。这意味着纯计算设计不被禁止,但涉及实体构建时,会受生物安全条例监管。国际社会也在呼吁建立配套机制:包括对DNA合成订单进行筛查、提高实验室安全等级要求、对高风险研究进行伦理审查等[3]

  约翰斯·霍普金斯大学专家Thomas Inglesby和Moritz Hanke在《科学》同期配发评论文章,直白地指出了差距:利用生成式AI编写病毒基因组的能力现已存在,而安全引导它的治理机制却尚未到位[4]。事实上,已有研究显示,现有生物安全筛查软件在识别AI生成病毒序列时灵敏度不稳定,即使安装升级补丁后,仍有3%的变异体不能被识别[8]。专家们一致认为,AI设计病毒的能力已远超监管框架的更新速度。

  这项突破给医疗领域带来哪些新希望?

  首句结论:AI设计噬菌体有望成为对抗超级细菌的新武器。

  抗生素滥用导致大量耐药菌出现,传统抗生素不断失效,噬菌体疗法被视作重要替代方案。然而,天然筛选噬菌体效率很低,很难精准匹配耐药菌株。AI直接设计全新噬菌体,相当于按需定制“细菌杀手”,未来有望用于治疗抗生素治不好的严重细菌感染[5]。除了医疗价值,这项技术还有助于科学家理解病毒基因组的进化规律——例如,研究团队发现Evo-Φ36携带来自G4噬菌体的DNA包装蛋白,在野生型ΦX174中该蛋白无法发挥作用,但在AI生成的新基因组中却能正常工作,说明设计的单位是系统而非部件[4]

  当然,这项技术也带来重大伦理挑战。正如凤凰卫视报道中所言,人工智能已经具备设计完整病毒基因组的能力,同一套技术逻辑如果被恶意挪用,存在制造高危致病病毒的潜在风险[3]。如何在推动科研与应用的同时构建有效防护网,成为全球生物安全治理必须回答的问题。

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Evo模型设计并合成16种功能性噬菌体AI生物计算、合成生物学、噬菌体疗法科研人员、生物技术公司、医药行业、生物安全监管机构70万候选→302合成→16存活,成功率5.6%引发业界对生物安全监管的广泛讨论,推动相关审查机制研究或改变药物研发路径,促进抗超级细菌疗法落地[1][3][4]

  QA:关于“美科学家用AI设计出病毒”的热点问答

  Q1:AI设计病毒是什么意思?

  A:是指利用生成式AI模型(如Evo)学习海量病毒基因组序列,然后生成一套自然界中原本不存在的病毒DNA“配方”,再通过化学合成和活细胞导入,制造出具有完整活性的病毒。此次斯坦福团队成功制造出16种可复制的噬菌体。

  Q2:这次设计的病毒危险吗?

  A:不危险。该病毒是噬菌体,只感染细菌,不感染人类。研究团队在训练模型时特意剔除了感染人类的病毒基因数据。不过专家提醒,技术本身可迁移,需要警惕未来被恶意滥用。

  Q3:Evo模型开源后,普通人能自己设计病毒吗?

  A:很难。从DNA序列到活病毒,需要专业实验设备、生物安全实验室和高超实验技巧,且当前成功率仅5.6%。此外,DNA合成公司会筛查危险序列,监管机制也在收紧。据公开报道,目前不存在普通人在家制造病毒的现实条件。

  美国科学家用AI设计出病毒的消息,再次提醒我们:科技突破与生物安全必须同步前行。这16种新型噬菌体是合成生物学的里程碑,也是一次关于人类如何与AI共处的重要警示。未来,在制度、技术与伦理的多重护航下,AI有望成为医疗和健康领域真正的“新药加速器”,同时全球社会也需为可能出现的滥用场景提前布防。

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