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人工智能發(fā)現(xiàn)可殺死耐藥細(xì)菌的新型抗生素
作者：文樂(lè)樂(lè) 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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人工智能幫助研究人員發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)新的抗生素，可以治療由耐藥細(xì)菌引起的感染。這可能有助于對(duì)抗抗生素耐藥性，2019年抗生素耐藥性導(dǎo)致120多萬(wàn)人死亡，預(yù)計(jì)未來(lái)幾十年這一數(shù)字還會(huì)繼續(xù)上升。12月20日，相關(guān)成果發(fā)表于《自然》。
在老鼠身上進(jìn)行的測(cè)試表明，新的抗生素化合物被證明有希望治療耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）和耐萬(wàn)古霉素腸球菌，后者是一種對(duì)通常用于治療MRSA感染的藥物產(chǎn)生耐藥性的細(xì)菌。
美國(guó)博德研究所的Felix Wong說(shuō)：“我們的人工智能模型不僅告訴我們哪些化合物具有抗生素活性，而且還從它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)方面告訴了我們?yōu)槭裁��！?/span>
Wong和同事首先測(cè)試了3.9萬(wàn)多種化合物對(duì)金黃色葡萄球菌和3種人體細(xì)胞的影響，這3種細(xì)胞分別來(lái)自肝臟、骨骼肌和肺部。這些結(jié)果成為人工智能模型了解每種化合物的化學(xué)原子和化學(xué)鍵模式的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。這使得人工智能能夠預(yù)測(cè)這些化合物的抗菌活性及其對(duì)人體細(xì)胞的潛在毒性。
接著，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的人工智能模型通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分析了1200萬(wàn)種化合物，找到了3646種具有理想藥物性質(zhì)的化合物。額外的計(jì)算確定了可以解釋每種化合物性質(zhì)的化學(xué)亞結(jié)構(gòu)。
通過(guò)比較不同化合物中的這些亞結(jié)構(gòu)，研究人員確定了新的潛在抗生素類(lèi)別，并最終發(fā)現(xiàn)了兩種能夠殺死MRSA和耐萬(wàn)古霉素腸球菌的無(wú)毒化合物。
最后，研究人員利用小鼠實(shí)驗(yàn)證明了這些化合物在治療MRSA引起的皮膚和大腿感染方面的有效性。
論文作者之一、博德研究所的James Collins說(shuō)，只有少數(shù)新種類(lèi)的抗生素，如惡唑烷酮類(lèi)抗生素和脂肽類(lèi)抗生素，被發(fā)現(xiàn)對(duì)MRSA和耐萬(wàn)古霉素腸球菌都有效，而且對(duì)這些抗生素的耐藥性一直在增強(qiáng)�！拔覀兊难芯堪l(fā)現(xiàn)了一種新型抗生素，這是60年來(lái)為數(shù)不多的抗生素之一，可以作為其他抗生素的補(bǔ)充發(fā)揮作用�！�
研究人員已經(jīng)開(kāi)始使用這種人工智能指導(dǎo)的方法來(lái)設(shè)計(jì)全新的抗生素，并發(fā)現(xiàn)其他新的藥物類(lèi)別，例如選擇性殺死老化、受損細(xì)胞的化合物，這些細(xì)胞與骨關(guān)節(jié)炎和癌癥等疾病有關(guān)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06887-8
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