抗生素是用来杀死细菌的药物,然而近几十年来一直缺乏新型抗生素的开发,导致细菌类疾病变得越来越难以治疗,因为它们进化出了对现有药物的抗性。据估计,每年有超过一百万人死于对抗生素治疗的耐药性感染。
研究人员将目标锁定在一种最棘手的细菌种类——鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii),这种细菌能够感染伤口和引起肺炎,是世界卫生组织列出的三种“严重”威胁之一。据IT之家了解,这种细菌能够抵抗多种抗生素,能够存活在物体表面和医疗设备上。
来自麦克马斯特大学(McMaster University)的乔纳森・斯托克斯(Jo
nathan Stokes)博士将这种细菌称为“公敌第一”,因为它“非常常见”,并且经常发现它“对几乎所有抗生素都有耐药性”。
为了找到新型抗生素,研究人员首先要训练AI。他们选取了数千种已知确切化学结构的药物,并手动测试它们对鲍曼不动杆菌的作用,看哪些能够减慢或杀死它。这些信息被输入到AI中,让它学习哪些化学特征能够攻击这种难缠的细菌。
然后,他们让AI在一个包含6680种未知效果的化合物列表中进行筛选。结果显示,AI只用了一个半小时就生成了一个候选名单。研究人员在实验室中测试了名单中的240种化合物,并发现了九种潜在的抗生素,其中之一就是强效的抗生素abaucin。
实验室实验表明,abaucin能够治疗小鼠的感染伤口,并且能够杀死来自患者的鲍曼不动杆菌样本。研究人员称,下一步是在实验室中完善这种药物,然后进行临床试验,预计第一批AI抗生素可能要到2030年才能被开出处方。
奇怪的是,这种实验性的抗生素对其他种类的细菌没有任何效果,只对鲍曼不动杆菌有效。许多抗生素会不加区分地杀死细菌,研究人员认为,abaucin的精准性会使细菌耐药性的出现更加困难,并且可能带来更少的副作用。
理论上,AI可以筛选数千万种潜在的化合物,这对人工来说是不切实际的。“AI提高了我们发现这些我们迫切需要的新型抗生素的速度,在理想情况下还能降低成本。”斯托克斯博士说。
来自麻省理工学院的詹姆斯・柯林斯(James Collins)教授说:“这一发现进一步支持了我们可以利用AI来加速并扩大我们寻找新型抗生素的范围。”他补充说:“我很高兴看到这项工作表明,我们可以利用AI来帮助对抗诸如鲍曼不动杆菌等难以处理的病原体。”
参考文献:
https://www.nature.com/articles/s41589-023-01349-8