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新智元報(bào)道

編輯：時(shí)光

【新智元導(dǎo)讀】科學(xué)家研發(fā)了PyR0模型，從此，新冠變體不再撲朔迷離。

當(dāng)前，新冠病毒適應(yīng)性增強(qiáng)，變異毒株反復(fù)出現(xiàn)。

于是，科學(xué)家開發(fā)了一種機(jī)器學(xué)習(xí)模型，分析了新冠病毒樣本的600多萬(wàn)個(gè)基因組。

據(jù)此，這可以預(yù)測(cè)出哪些病毒變體將占主導(dǎo)，并可能引發(fā)新的疫情。

研究結(jié)果發(fā)表在5月24日Science期刊上。

論文地址：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm1208#con13

PyR0模型

為了快速檢測(cè)和鑒定新譜系，科學(xué)家開發(fā)了這個(gè)叫作PyR0的模型。

這個(gè)模型包含3000個(gè)集群，來(lái)自1544個(gè)PANGO譜系和2904個(gè)非同義突變。

通過(guò)算法，又將1544個(gè)PANGO譜系細(xì)化為3000個(gè)更細(xì)的集群。

研究人員使用流感數(shù)據(jù)共享全球倡議數(shù)據(jù)庫(kù)，截止到2022年1月，共600多萬(wàn)個(gè)新冠病毒基因組，訓(xùn)練了機(jī)器學(xué)習(xí)模型。

這對(duì)于指導(dǎo)應(yīng)對(duì)疫情至關(guān)重要！因?yàn)楫?dāng)某一變異毒株出現(xiàn)時(shí)，可以迅速確定這類譜系，并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其動(dòng)態(tài)。

PyR0一種分層貝葉斯回歸模型，對(duì)公開獲得的全部病毒基因組進(jìn)行可擴(kuò)展分析，并可應(yīng)用于任何病毒基因組數(shù)據(jù)集。

然而，當(dāng)前新冠病毒的特點(diǎn)是，更高適應(yīng)度的新世代出現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)反復(fù)病例波。

所謂的病毒適應(yīng)度，它包括基本繁殖數(shù)、逃避現(xiàn)有免疫能力和世代時(shí)間。

訓(xùn)練后的模型可以用來(lái)推斷譜系適應(yīng)性，并估計(jì)個(gè)體突變對(duì)適應(yīng)度的影響。

研究發(fā)現(xiàn)

模型顯示，隨著時(shí)間的推移，所有譜系的適應(yīng)度都上升，并被幾個(gè)適應(yīng)度更高的譜系打斷。

關(guān)于模型的預(yù)測(cè)能力，研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)未來(lái)1-2個(gè)月的預(yù)測(cè)是可靠的。

PyR0模型的計(jì)算速度也是值得稱贊的，分析數(shù)百萬(wàn)個(gè)基因組僅需1小時(shí)！

它將相似的序列組合在一起，并通過(guò)它們共享的突變?nèi)簛?lái)定義基因組的「組別」。

PyR0具有強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)能力！

最后，該模型可以確定哪些突變將越來(lái)越普遍，并估計(jì)每種突變導(dǎo)致病毒傳播的速度。

參考資料：

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/5/479928.shtm