人体免疫系统是一个由数万亿个不断在体内循环的细胞所组成的网络。由免疫系统所构成的网络与每一个器官和器官组织协调互动，迄今为止，科学家们依然在努力探索免疫系统与细胞互动的功能。

免疫系统的复杂性在某种程度上也会限制医生对某个个体病人对治疗的预判：哪些病人在治疗中产生积极的效果，哪些病人可能在治疗中会产生副作用。这个问题常常导致制药公司停止开发可以帮助某些患者的药物，即使药物对某些人显示出良好的效果，也会停止临床试验。

Immunai（医疗公司） 正在通过建立一个全面的免疫系统地图，帮助预测患者对治疗的反应。该公司建立了一个庞大的数据库，称为 AMICA，它将细胞中多层基因和蛋白质表达数据与临床试验数据结合起来，为合适的患者匹配合适的药物。

“我们的起点是创建我称之为免疫系统的谷歌地图”，Immunai 联合创始人兼首席执行官诺姆·所罗门（Noam Solomon）说。“我们从单细胞 RNA 测序开始，随着时间的推移，我们增加越来越多的'组学'技术：基因组学、蛋白质组学、表观基因组学，所有这些都是为了测量免疫系统的细胞表达和功能，全面测量免疫环境。然后，我们开始与制药公司和医院合作，对接受治疗的患者的免疫系统进行剖析，以真正了解治疗药物的作用和抗药性的根本机制。”

Immunai 的大数据基础是其创始人独特背景的结果。诺姆·所罗门（Noam Solomon）和联合创始人路易斯·沃洛克（Luis Voloch）分别于13年和15年获得数学和计算机科学学位。事实上，在Immunai成立之初，所罗门还是麻省理工学院数学系的一名博士后。

所罗门认为，Immunai 的使命是阻止计算机科学与生命科学之间长达数十年的分歧。他认为，推动计算机爆炸式发展的最大因素是摩尔定律，而在过去 60 年中，计算机产业能够以指数级的速度增加芯片上的晶体管数量。

而在制药行业，情况恰恰相反：据估计，开发一种新药的成本大约每九年翻一番。这种现象被称为 “Eroom定律”（“Eroom”是“Moore”的倒序拼写）。所罗门认为，这种趋势会削弱开发新药的理由，给患者带来巨大的后果。

“如果不能获得投资回报，制药公司为什么会持续投资开发新药 ？如今，任何一项临床试验成功的几率只有 5%到 10%。我们通过对免疫系统进行非常强大和精细的映射而建立起来的数据地图系统，有机会改善药物临床前和临床阶段的开发。”

改变计划：

所罗门 14 岁进入特拉维夫大学，19 岁获得计算机科学学士学位。他在以色列获得了两个博士学位，一个是计算机科学，另一个是数学，2017 年来到麻省理工学院担任博士后，继续他的数学研究生涯。那一年，所罗门遇到了沃洛克，后者已经获得了麻省理工学院数学和计算机科学的学士和硕士学位。但是，这两位研究人员很快就遇到了一个问题，这个问题将带领他们走出舒适区，并改变他们的职业生涯。

沃洛克的祖父当时正在接受“鸡尾酒疗法”治疗癌症。癌症得到了缓解，但他遭受了可怕的副作用，导致他不得不停止服药。沃洛克和所罗门开始思考，他们的专业知识能否帮助像沃洛克祖父这样的病人。所罗门回忆说：“当我们意识到我们可以产生影响时，我们做出了一个艰难的决定，停止我们的学术追求，开始一段新的旅程。”

这就是 Immunai 的起点。

沃洛克和所罗门很快与Immunai公司的共同创始人安苏·萨特帕斯（Ansu Satpathy）和丹尼·威尔斯（Danny Wells）合作，前者是当时斯坦福大学的研究员，后者是帕克癌症免疫疗法研究所的研究员。他们已经证明，单细胞RNA测序可用于深入了解患者为什么会对一种常见的癌症治疗方法产生不同的反应。

研究小组开始分析发表在科学论文中的单细胞RNA测序数据，试图将常见的生物标志物与患者治疗结果联系起来。然后，他们整合了英国生物库公共卫生数据库的数据，发现他们能够改进模型的预测。很快，他们又整合了来自不同医院、学术研究机构和制药公司的数据，分析细胞的结构、功能和环境信息、多组学相融合以便清晰地了解免疫系统的活动。

所罗门解释说：“单细胞测序可以提供测量数千个细胞的指标，查看2万个不同的基因，这些指标可以提供了免疫系统的特征。”当随着时间迁移反复测量这些指标的时候，尤其是在接受治疗的前后，可以通过及其学习模型，将有显著治疗效果和没有显著效果的患者进行比较分析来了解真正的原因。

这些数据和模型构成了 AMICA，Immunai 称其为世界上最大的细胞级免疫知识库。AMICA 是 Annotated Multiomic Immune Cell Atlas 的缩写。它分析了近 10,000 名患者的单细胞多组数据和 100,000 名患者的大量 RNA 数据，涉及 800 多种细胞类型和 500 多种疾病。

“Immunai 方法的核心优势是关注免疫系统，而其他公司则因其复杂性而避而远之。”所罗门说：“我们不想像其他研究小组那样，主要研究肿瘤微环境。我们研究免疫系统，因为免疫系统是所有疾病的共通点。无论是病毒感染、细菌感染，还是接受药物治疗，甚至是衰老，免疫系统都与每种疾病、身体对遇到的一切情况的反应息息相关。”

将数据转化为更好的治疗方法。

Immunai已经与世界上一些最大的制药公司建立了合作关系，帮助他们确定有发展前景的治疗方法，并为临床试验的成功做好准备。Immunai的洞察力可以帮助合作伙伴在治疗计划、剂量、药物组合、患者选择等方面做出关键决策。

所罗门说：“每个人都在谈论人工智能，我们的平台最核心的功能在于它的垂直整合能力，从实验室到计算建模，经历多次迭代。例如，我们可能会对患者样本进行单细胞免疫分析，然后将数据上传到云端，算法计算模型就会针对数据提出分析，根据这些分析，我们会继续进行体外或体内验证，以此验证模型预测是否正确，并利用这种模式迭代改进。最终，Immunai 希望可以在未来赋能药品研发实验室，可以更可靠地把实验数据转化为有助于患者对建议和治疗方案。”

“在小白鼠身上，科学家几乎可以治愈所有类型的癌症”，所罗门说，“虽然在临床模型中，我们知道如何治疗癌症，但是在人类身上，大概率情况下如何攻克癌症的命题对我们仍然是一个未知领域。

为了克服这个难题，大部分科学家都在寻找更好的体内或体外模型，我们的方法是不局限单一的模型系统，而是从多个模型系统中去为机器学习算法提供更多更广的数据。”