免疫学家Derya Unutmaz利用GPT-5 Pro分析三年前的实验数据,发现脱氧葡萄糖通过干扰IL-2蛋白促进Th17细胞分化,破解了葡萄糖如何影响T细胞特化的谜团。这一案例表明,AI正从工具进化为科研协作伙伴,能加速假说生成与实验设计,但领域专家的判断依然不可或缺。
医生兼免疫学家Derya Unutmaz对人工智能的关注已持续多年,但真正的顿悟发生在2025年底。当时,GPT-5 Pro帮助他和实验室重新审视了一个三年前的谜题——一种特殊免疫细胞如何帮助人体对抗癌症等疾病。
谜题的核心是免疫学中一个基础但关键的问题:葡萄糖如何影响T细胞的发育与特化?T细胞是免疫细胞,负责抗击病毒、杀伤癌细胞、应对部分细菌和寄生虫,并区分健康细胞与威胁。在发育过程中,T细胞会分化出不同功能,包括影响癌症、自身免疫病和感染的角色。了解推动T细胞向特定方向分化的机制,有助于研究者更深入地理解并最终治疗这些疾病。
如今,Unutmaz(杰克逊实验室和康涅狄格大学教授)表示,AI已成为他工作中不可或缺的一部分。“没有AI做科研,就像被砍掉双手或失去半个大脑。”
谜题始于2022年。当时Unutmaz进行了一项实验,试图理解葡萄糖如何影响T细胞发育。细胞将葡萄糖作为能量来源,同时也用它构建蛋白质和执行其他功能。实验结果可能对癌症、自身免疫病和感染等疾病产生启示,但当时Unutmaz和实验室无法解释观察到的现象。
先前研究提供有力证据表明,葡萄糖代谢会影响T细胞特化。为深入理解这一关系,Unutmaz团队将早期发育中的T细胞分别暴露于低葡萄糖环境和含有脱氧葡萄糖(一种干扰细胞利用葡萄糖的分子)的环境。脱氧葡萄糖会破坏细胞的能量生产和蛋白质构建。蛋白质之所以重要,是因为它协调细胞内活动,并充当细胞内外信息传递的信使。
团队预期两种条件会产生类似结果——葡萄糖受限,从而限制T细胞所需的能量。但事实并非如此。暴露于脱氧葡萄糖的T细胞大量分化为参与炎症反应的细胞。低葡萄糖环境下,部分T细胞也特化为炎症反应细胞,但数量远不及脱氧葡萄糖组。而且,早期暴露于脱氧葡萄糖的影响在移除该分子后依然持续。
这种差异不能仅用能量缺乏解释,背后一定另有原因。但Unutmaz和实验室当时无法弄清,只好搁置实验,转而处理其他紧急任务。
2025年底,GPT-5 Pro发布,Unutmaz决定重新挖出这个实验。他将结果输入模型,要求分析数据。GPT-5 Pro提出,脱氧葡萄糖干扰了一种名为IL-2的蛋白质的构建。IL-2蛋白本可阻止T细胞分化为炎症反应细胞Th17。脱氧葡萄糖实质上移除了T细胞成为Th17的屏障,这解释了为何低葡萄糖环境中的T细胞转变为Th17的数量远不及脱氧葡萄糖环境。
“GPT-5提出了一个非常了不起的见解,回过头来看,完全合乎逻辑,”Unutmaz说。这个见解恰好超出他的专业领域,他自己和实验室里任何人都没能发现这个关联。
Unutmaz接着测试GPT-5是否能预测实验结果。他选择了一个已完成的实验:针对一种淋巴瘤的CD8+ T细胞能否增强杀伤能力。他的实验已证实这些T细胞对淋巴瘤细胞的杀伤能力提升。当Unutmaz要求GPT-5 Pro模拟相同实验时,它正确预测了CD8+细胞杀伤能力的增强。该结果无法从互联网获取,因为Unutmaz尚未发表。
“那一刻我意识到,这些模型已经发展到真正理解事物的程度。”他说。
Unutmaz认为,像GPT-5 Pro这样的模型现在更类似于合作者。它们能简化文献综述,每周处理数百篇新发表的论文,帮助科学家识别尚未解答的问题;还能协助优化假说,减少找到最有价值实验的时间。
“能用来验证假说的方法太多了,”Unutmaz说,“有无穷多的途径,你不知道哪条是最佳策略。”因此,他利用GPT-5 Pro模拟实验并预测结果,以缩小需要在实验室重复验证的范围。这可以节省数周到数月甚至数年的工作,极大加速生物学领域的发展。
尽管如此,领域专业知识仍然关键。AI能产生见解,但人们必须评估其重要性和合理性。例如,没有Unutmaz的专业背景,就无法判断GPT-5 Pro在免疫细胞实验中指出的机制见解是否重要。
这种生成见解和加速工作的能力,也意味着这些能力需要被负责任地处理。AI能帮助生物学和医学更快推进,但也可能降低误用的门槛,包括恶意行为者设计或使用生物/化学武器。OpenAI的准备框架概述了追踪这些风险的方法,以及针对可能造成严重危害的AI能力建立安全措施。
Unutmaz对AI的未来持乐观态度。他说这是前所未有的变革——不同于互联网或工业革命。最近,他开始尝试更先进的AI工具,包括Codex和GPT-5.2 Deep Research,以帮助汇编大规模癌症突变数据集,并生成研究材料——包括一份详尽的以T细胞为中心的教科书草稿——旨在加速精准免疫治疗的努力。
Unutmaz为自己能身处这个发现时代感到幸运。“不仅能够历史性地见证,还能参与其中,我真的感到无比幸运和荣幸。”
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