美国斯坦福大学、基因泰克制药公司和陈-扎克伯格基金会的科学家团队在发表于最新一期《细胞》杂志的论文中指出，鉴于人工智能（AI）的最新进展，以及关于人类生物学的大规模实验数据已达到关键量级，科学界迎来了一个“前所未有的机遇”，可以利用AI来创建虚拟人类细胞。这种细胞将能够代表和模拟人类生物分子、细胞乃至最终组织和器官的精确行为。

这种合成细胞模型将使人们更深入地理解健康人类细胞工作中化学、电学、力学，以及其他力量和过程的复杂相互作用，并揭示导致细胞功能障碍或死亡的疾病的根本原因。

论文称，也许更令人期待的是，AI虚拟细胞还将使科学家能够在计算机上进行实验，而无需在活体细胞和生物体上进行实验。这种能力将拓展人类对人体生物学的认知，加速新药研发和新疗法出现。

借助AI虚拟细胞，癌症生物学家可以模拟某些突变如何将健康细胞转变为恶性细胞，微生物学家能够预测病毒对感染细胞乃至宿主身体的影响，医生能在患者的“数字孪生体”上测试治疗方法，从而加速实现人们期待已久的更快速、更经济、更安全的个性化医疗目标。

然而，论文表示，要想获得成功，AI虚拟细胞需要实现3个目标：首先，它必须使研究人员能够创建跨物种和细胞类型的通用表征；其次，它必须准确预测细胞功能、行为和动态，并理解细胞机制；最后，AI虚拟细胞还要能在计算机上进行实验，以检验假设并指导数据收集，从而以远低于当前的成本和速度扩展虚拟细胞的能力。

论文认为，AI在科学界开创了一个拥有可预测、可生成、可查询工具的时代。但实现AI虚拟细胞绝非易事，需要遗传学、蛋白质组学、医学成像等领域的全球开放科学合作。

该论文提议，全球学术界、工业界和非营利组织等全球利益相关方之间密切合作，共同创建世界首个AI虚拟细胞。但论文也警告称，进行任何有关AI虚拟细胞的工作都有一个前提，即所得模型将不受限制地向整个科学界开放。

来源：科技日报