ABOUT THE SPEAKER
Leila Pirhaji - Biotech entrepreneur
Leila Pirhaji uses artificial intelligence for drug discovery and the treatment of metabolic diseases.

Why you should listen

Leila Pirhaji is the founder of ReviveMed, an AI platform that can quickly and inexpensively characterize large numbers of metabolites (small molecules like glucose or cholesterol) from the blood, urine and tissues of patients. This allows for the detection of molecular mechanisms that lead to disease and the discovery of drugs that target these disease mechanisms.

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Leila Pirhaji | Speaker | TED.com
TED2019

Leila Pirhaji: The medical potential of AI and metabolites

Leila Pirhaji: AI 和代谢产物的医学潜能

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许多疾病由代谢物引起,这些代谢物是体内的一些小分子,例如脂肪、葡萄糖和胆固醇,但我们并不确切知道它们是什么,也不知道它们如何起作用。生物技术企业家和 TED 研究员 Leila Pirhaji 分享了她的计划,即建立一个基于 AI 的网络来表征代谢物模式,以更好地了解疾病的发展方式,并发现更有效的治疗方法。
- Biotech entrepreneur
Leila Pirhaji uses artificial intelligence for drug discovery and the treatment of metabolic diseases. Full bio

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00:13
In 2003,
0
1507
1889
在 2003 年,
00:15
when we sequenced测序 the human人的 genome基因组,
1
3420
2913
当我们测序人类基因组时,
我们以为会找到
治疗多种疾病的答案。
00:18
we thought we would have the answer回答
to treat对待 many许多 diseases疾病.
2
6357
3922
00:22
But the reality现实 is far from that,
3
10974
2657
但是实际情况远非如此,
00:26
because in addition加成 to our genes基因,
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14782
1921
因为除了我们的基因,
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our environment环境 and lifestyle生活方式
could have a significant重大 role角色
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16727
4570
我们的生存环境和生活方式
也可能导致多种重大疾病。
00:33
in developing发展 many许多 major重大的 diseases疾病.
6
21321
2548
例如,影响全球
00:35
One example is fatty脂肪 liver disease疾病,
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23893
3580
超过 20% 人口的脂肪肝,
00:39
which哪一个 is affecting影响 over 20 percent百分
of the population人口 globally全球,
8
27497
4083
00:43
and it has no treatment治疗
and leads引线 to liver cancer癌症
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31604
3034
没有任何有效的治疗方法,
而且最终可发展为肝癌
或肝衰竭。
00:46
or liver failure失败.
10
34662
1423
00:49
So sequencing测序 DNA脱氧核糖核酸 alone单独
doesn't give us enough足够 information信息
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37517
4744
因此,单纯的 DNA 测序
无法提供足够信息,
帮助我们寻找有效治疗方法。
00:54
to find effective有效 therapeutics疗法.
12
42285
2232
好消息是,我们体内
还有许多其他分子。
00:56
On the bright side, there are
many许多 other molecules分子 in our body身体.
13
44541
3756
01:00
In fact事实, there are
over 100,000 metabolites代谢产物.
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48321
3980
实际上,有超过 10 万多种代谢物。
01:04
Metabolites代谢 产物 are any molecule分子
that is supersmall超小型 in their size尺寸.
15
52325
4296
代谢物是体积很小的分子,
01:09
Known知道 examples例子 are glucose葡萄糖,
fructose果糖, fats脂肪, cholesterol胆固醇 --
16
57193
4972
像我们常听说的:
葡萄糖、果糖、脂肪、胆固醇等。
01:14
things we hear all the time.
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1510
01:16
Metabolites代谢 产物 are involved参与
in our metabolism代谢.
18
64273
2983
代谢物参与我们的新陈代谢,
01:20
They are also downstream下游 of DNA脱氧核糖核酸,
19
68066
4028
它们在 DNA 的下游,
01:24
so they carry携带 information信息
from both our genes基因 as well as lifestyle生活方式.
20
72118
5082
因此,它们携带着来自基因
和我们生活方式的信息。
01:29
Understanding理解 metabolites代谢产物 is essential必要
to find treatments治疗 for many许多 diseases疾病.
21
77224
5649
了解代谢物对寻找许多疾病的
治疗方法至关重要。
01:34
I've always wanted to treat对待 patients耐心.
22
82897
2212
我一直想治病救人,
01:37
Despite尽管 that, 15 years年份 ago,
I left medical school学校,
23
85934
3858
但尽管如此,在十五年前,
我因为喜欢数学
01:41
as I missed错过 mathematics数学.
24
89816
1965
而离开了医学院。
01:45
Soon不久 after, I found发现 the coolest最酷 thing:
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93019
2936
不久之后,我发现了最酷的东西:
01:48
I can use mathematics数学 to study研究 medicine医学.
26
96692
2763
我可以使用数学来研究医学。
01:53
Since以来 then, I've been developing发展
algorithms算法 to analyze分析 biological生物 data数据.
27
101026
5213
从那时起,我一直在开发
用于分析生物学数据的算法。
01:59
So, it sounded满面 easy简单:
28
107092
2283
这听起来很简单:
我们先收集体内所有代谢物,
02:01
let's collect搜集 data数据 from all
the metabolites代谢产物 in our body身体,
29
109399
3601
然后,开发数学模型
描述疾病中的代谢物变化,
02:05
develop发展 mathematical数学的 models楷模 to describe描述
how they are changed in a disease疾病
30
113024
5128
并通过干预这些变化来进行治疗。
02:10
and intervene干预 in those
changes变化 to treat对待 them.
31
118176
2988
02:14
Then I realized实现 why no one
has doneDONE this before:
32
122488
3472
然后,我终于明白
以前为何没人做这件事了:
02:19
it's extremely非常 difficult.
33
127230
1687
这真是太困难了。
(笑声)
02:20
(Laughter笑声)
34
128941
1087
02:22
There are many许多 metabolites代谢产物 in our body身体.
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130052
2412
我们体内有许多代谢产物,
02:24
Each one is different不同 from the other one.
36
132783
2500
种类繁多。
对于某些代谢物,我们可以使用
02:27
For some metabolites代谢产物,
we can measure测量 their molecular分子 mass
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135307
3728
质谱仪来检测其分子量。
02:31
using运用 mass spectrometry instruments仪器.
38
139059
2593
02:33
But because there could be, like,
10 molecules分子 with the exact精确 same相同 mass,
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141676
4393
而质量完全相同的分子
可能有 10 种之多,
我们分不清谁是谁,
02:38
we don't know exactly究竟 what they are,
40
146093
1807
02:39
and if you want to clearly明确地
identify鉴定 all of them,
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147924
2774
如果想识别所有这些分子,
02:42
you have to do more experiments实验,
which哪一个 could take decades几十年
42
150722
3104
则必须进行更多实验,
这可能需要几十年、
数十亿美元。
02:45
and billions数十亿 of dollars美元.
43
153850
1714
02:48
So we developed发达 an artificial人造
intelligence情报, or AIAI, platform平台, to do that.
44
156207
5563
为了做这件事,我们开发了
人工智能(AI)平台,
我们利用生物数据的增长,
02:53
We leveraged杠杆 the growth发展 of biological生物 data数据
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161794
2844
02:56
and built内置 a database数据库 of any existing现有
information信息 about metabolites代谢产物
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164662
4424
建立了一个数据库,
包含代谢物现有信息
03:01
and their interactions互动
with other molecules分子.
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169110
3128
及与其它分子的相互作用的数据。
我们将所有这些数据
组合成了一个大型网络,
03:04
We combined结合 all this data数据
as a meganetwork巨型网络.
48
172262
3424
然后,在患者的组织或血液中,
03:07
Then, from tissues组织 or blood血液 of patients耐心,
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175710
3396
测量代谢物的质量,
03:11
we measure测量 masses群众 of metabolites代谢产物
50
179130
2751
并寻找因疾病
而产生变化的代谢物的质量。
03:13
and find the masses群众
that are changed in a disease疾病.
51
181905
3259
03:17
But, as I mentioned提到 earlier,
we don't know exactly究竟 what they are.
52
185188
3190
但是,正如我之前提到的,
我们并不知道是什么代谢物。
03:20
A molecular分子 mass of 180 could be
either the glucose葡萄糖, galactose半 乳糖 or fructose果糖.
53
188402
5135
分子量为 180 的代谢物
可以是葡萄糖、半乳糖或果糖,
在我们体内,它们的质量完全相同,
03:25
They all have the exact精确 same相同 mass
54
193561
2019
03:27
but different不同 functions功能 in our body身体.
55
195604
2087
但功能不同。
03:29
Our AIAI algorithm算法 considered考虑
all these ambiguities歧义.
56
197715
3587
我们的 AI 算法
考虑了所有这些可能。
03:33
It then mined开采 that meganetwork巨型网络
57
201326
2736
然后,会挖掘那个巨型网络的数据,
03:36
to find how those metabolic新陈代谢 masses群众
are connected连接的 to each other
58
204086
4353
以发现那些代谢物
如何相互关联而导致疾病。
03:40
that result结果 in disease疾病.
59
208463
1958
03:42
And because of the way they are connected连接的,
60
210445
2238
根据它们的关联方式,
03:44
then we are able能够 to infer推断
what each metabolite代谢 产物 mass is,
61
212707
4323
我们就能推断出
每个代谢物的质量,
03:49
like that 180 could be glucose葡萄糖 here,
62
217054
2924
如 180 分子量的
可能是葡萄糖,
03:52
and, more importantly重要的, to discover发现
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220002
2551
更重要的是,
发现葡萄糖和其他代谢物的变化
03:54
how changes变化 in glucose葡萄糖
and other metabolites代谢产物
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222577
3367
如何导致疾病。
03:57
lead to a disease疾病.
65
225968
1505
03:59
This novel小说 understanding理解
of disease疾病 mechanisms机制
66
227497
2995
对疾病机制的这种新颖理解,
04:02
then enable启用 us to discover发现
effective有效 therapeutics疗法 to target目标 that.
67
230516
4492
使我们能够发现
针对该疾病的有效疗法。
04:07
So we formed形成 a start-up启动 company公司
to bring带来 this technology技术 to the market市场
68
235601
3845
凭借该技术,我们成立了
一家初创公司,
将该技术推向市场,
进而影响人们的生活。
04:11
and impact碰撞 people's人们 lives生活.
69
239470
1805
04:13
Now my team球队 and I at ReviveMed复活医疗
are working加工 to discover发现
70
241722
3545
现在,我们的 ReviveMed 团队
正努力寻找主要代谢疾病的疗法,
04:17
therapeutics疗法 for major重大的 diseases疾病
that metabolites代谢产物 are key drivers司机 for,
71
245291
5105
例如脂肪肝,
04:22
like fatty脂肪 liver disease疾病,
72
250420
1897
因为它由脂肪堆积造成,
04:24
because it is caused造成
by accumulation积累 of fats脂肪,
73
252341
2924
04:27
which哪一个 are types类型
of metabolites代谢产物 in the liver.
74
255289
2473
而脂肪是肝脏中的代谢物。
04:29
As I mentioned提到 earlier,
it's a huge巨大 epidemic疫情 with no treatment治疗.
75
257786
3940
如前所述,这种大型流行病
尚无有效疗法。
04:33
And fatty脂肪 liver disease疾病
is just one example.
76
261750
2724
脂肪肝只是其中一个例子,
展望未来,我们将研究其它几百种
04:36
Moving移动 forward前锋, we are going to tackle滑车
hundreds数以百计 of other diseases疾病
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264498
4178
尚无有效疗法的疾病。
04:40
with no treatment治疗.
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268700
1493
通过收集更多代谢物的数据,
04:42
And by collecting搜集 more and more
data数据 about metabolites代谢产物
79
270217
4554
了解代谢物的变化
04:46
and understanding理解
how changes变化 in metabolites代谢产物
80
274795
3544
如何导致疾病发展,
04:50
leads引线 to developing发展 diseases疾病,
81
278363
2402
04:52
our algorithms算法 will get
smarter聪明 and smarter聪明
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280789
3489
我们的算法会逐步完善,
04:56
to discover发现 the right therapeutics疗法
for the right patients耐心.
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284302
4196
为某些患者找到合适的疗法。
而且,我们将更加接近我们的愿景:
05:00
And we will get closer接近 to reach达到 our vision视力
84
288522
3770
用程序代码拯救生命。
05:04
of saving保存 lives生活 with every一切 line线 of code.
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292316
3863
谢谢。
05:08
Thank you.
86
296203
1321
(掌声)
05:09
(Applause掌声)
87
297548
3827
Translated by Carol Wang
Reviewed by Jiasi Hao

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