【《华人》传媒编辑王惠豫 2023年5月25日】 科学家利用人工智能发现了一种新型抗生素,可以杀死致命的超级细菌。

根据周四在科学杂志《自然化学生物学》上发表的一项新研究,来自麦克马斯特大学和麻省理工学院的一组科学家发现了一种新型抗生素,可以用来杀死致命的医院超级细菌。

所涉及的超级细菌是鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii),世界卫生组织将其列为“优先病原体”中的“重大”威胁 - 这是一组对人类健康构成“最大威胁”的细菌家族。

2023 05 25 Acinetobacter baumannii

根据世界卫生组织的数据,这种细菌具备内在的抗药性,能够找到新的抵抗治疗的方式,并可以传递基因材料,使其他细菌也变得耐药。

鲍曼不动杆菌对医院、养老院以及需要使用呼吸机和血管导管的患者构成威胁,也对手术后有开放性创口的患者构成威胁。

这种细菌可以在环境表面和共用设备上存活很长时间,并经常通过被污染的手传播。除了血液感染外,鲍曼不动杆菌还可以引起尿路和肺部感染。

根据疾病控制与预防中心的数据,这种细菌还可以在患者体内“寄生”,而不引起感染或症状。

周四的研究揭示,研究人员使用了一个AI算法来筛选成千上万种抗菌分子,以预测新的结构类别。通过AI筛选,研究人员成功地发现了一种新的抗菌化合物,命名为阿包沙星(abaucin)。

“我们有很多数据,这些数据告诉我们哪些化学物质能够杀死一些细菌,哪些不能。我的工作就是训练这个模型,这个模型的任务就是告诉我们新分子是否具有抗菌性能。”来自麦克马斯特大学的研究生Gary Liu在研究中表示。

“通过这样,我们能够提高药物发现的效率...集中关注我们真正关心的分子。”他补充道。

在科学家训练了AI模型之后,他们使用该模型分析了6,680种之前未遇到过的化合物。分析过程耗时一个半小时,最终产生了几百种化合物,其中240种在实验室中进行了测试。实验室测试最终揭示了九种潜在的抗生素,其中包括阿包沙星。

科学家们随后在小鼠伤口感染模型中对新分子进行了与鲍曼不动杆菌的测试,发现该分子能够抑制感染。

麦克马斯特大学生物医学与生物化学系助理教授乔纳森·斯托克斯(Jonathan Stokes)在这项研究中发挥了重要作用,他表示:“这项工作验证了机器学习在寻找新型抗生素方面的益处。”

他说:“利用人工智能,我们能够快速探索广阔的化学空间,显著提高发现全新抗菌分子的机会。”

他补充道:“我们知道,广谱抗生素并不理想,病原体有能力对我们采取的每一种手段进行进化和调整...利用人工智能方法,我们有机会大幅增加新抗生素的发现速度,并且可以以较低成本进行。这是新型抗生素药物探索的重要途径。”

(来源: The Guardian)

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