人工智能顯神威，一個(gè)半小時(shí)篩選出能殺死超級(jí)細(xì)菌的新型抗生素
5 月 28 日消息，據(jù)《自然化學(xué)生物學(xué)》雜志發(fā)表的研究結(jié)果顯示，加拿大和美國(guó)的研究人員利用 AI 技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了一種名為 abaucin 的強(qiáng)效抗生素。這種抗生素需要進(jìn)一步的測(cè)試，才能用于臨床治療。研究人員表示，AI 技術(shù)能夠大大提高智能和效率，解決新藥開(kāi)發(fā)中的難題。
抗生素是用來(lái)殺死細(xì)菌的藥物，然而近幾十年來(lái)一直缺乏新型抗生素的開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致細(xì)菌類疾病變得越來(lái)越難以治療，因?yàn)樗鼈冞M(jìn)化出了對(duì)現(xiàn)有藥物的抗性。據(jù)估計(jì)，每年有超過(guò)一百萬(wàn)人死于對(duì)抗生素治療的耐藥性感染。
研究人員將目標(biāo)鎖定在一種最棘手的細(xì)菌種類 —— 鮑曼不動(dòng)桿菌（Acinetobacter baumannii），這種細(xì)菌能夠感染傷口和引起肺炎，是世界衛(wèi)生組織列出的三種“嚴(yán)重”威脅之一。據(jù)IT之家了解，這種細(xì)菌能夠抵抗多種抗生素，能夠存活在物體表面和醫(yī)療設(shè)備上。
來(lái)自麥克馬斯特大學(xué)（McMaster University）的喬納森?斯托克斯（Jonathan Stokes）博士將這種細(xì)菌稱為“公敵第一”，因?yàn)樗胺浅３Ｒ?jiàn)”，并且經(jīng)常發(fā)現(xiàn)它“對(duì)幾乎所有抗生素都有耐藥性”。
為了找到新型抗生素，研究人員首先要訓(xùn)練 AI。他們選取了數(shù)千種已知確切化學(xué)結(jié)構(gòu)的藥物，并手動(dòng)測(cè)試它們對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌的作用，看哪些能夠減慢或殺死它。這些信息被輸入到 AI 中，讓它學(xué)習(xí)哪些化學(xué)特征能夠攻擊這種難纏的細(xì)菌。
然后，他們讓 AI 在一個(gè)包含 6680 種未知效果的化合物列表中進(jìn)行篩選。結(jié)果顯示，AI 只用了一個(gè)半小時(shí)就生成了一個(gè)候選名單。研究人員在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試了名單中的 240 種化合物，并發(fā)現(xiàn)了九種潛在的抗生素，其中之一就是強(qiáng)效的抗生素 abaucin。
實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)表明，abaucin 能夠治療小鼠的感染傷口，并且能夠殺死來(lái)自患者的鮑曼不動(dòng)桿菌樣本。研究人員稱，下一步是在實(shí)驗(yàn)室中完善這種藥物，然后進(jìn)行臨床試驗(yàn)，預(yù)計(jì)第一批 AI 抗生素可能要到 2030 年才能被開(kāi)出處方。
奇怪的是，這種實(shí)驗(yàn)性的抗生素對(duì)其他種類的細(xì)菌沒(méi)有任何效果，只對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌有效。許多抗生素會(huì)不加區(qū)分地殺死細(xì)菌，研究人員認(rèn)為，abaucin 的精準(zhǔn)性會(huì)使細(xì)菌耐藥性的出現(xiàn)更加困難，并且可能帶來(lái)更少的副作用。
理論上，AI 可以篩選數(shù)千萬(wàn)種潛在的化合物，這對(duì)人工來(lái)說(shuō)是不切實(shí)際的?！癆I 提高了我們發(fā)現(xiàn)這些我們迫切需要的新型抗生素的速度，在理想情況下還能降低成本?！彼雇锌怂共┦空f(shuō)。
來(lái)自麻省理工學(xué)院的詹姆斯?柯林斯（James Collins）教授說(shuō)：“這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步支持了我們可以利用 AI 來(lái)加速并擴(kuò)大我們尋找新型抗生素的范圍。”他補(bǔ)充說(shuō)：“我很高興看到這項(xiàng)工作表明，我們可以利用 AI 來(lái)幫助對(duì)抗諸如鮑曼不動(dòng)桿菌等難以處理的病原體?！?/p>
參考文獻(xiàn)：
