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在应对全球抗生素耐药性危机的关键时刻,人工智能(AI)技术正成为科研人员的有力武器。麻省理工学院(MIT)的研究团队近日宣布,通过生成式 AI 算法,成功开发出两种能够有效对抗耐药性淋病和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的新型抗生素。
这项突破性研究采用了创新的药物研发方法。研究团队首先利用 AI 技术设计了超过 3600 万种可能的化合物,随后通过计算筛选其抗菌特性。最终筛选出的候选化合物在结构上与现有抗生素完全不同,它们通过破坏细菌细胞膜这一全新机制发挥作用。
“ 我们对该项目为抗生素开发开辟的新可能性感到兴奋,” 该研究的资深作者、麻省理工学院教授詹姆斯·柯林斯表示,” 我们的工作从药物设计的角度展示了 AI 的力量,使我们能够探索以前无法触及的更广阔的化学空间。”
研究团队发现,两种名为 NG1 和 DN1 的化合物分别对淋病和 MRSA 感染表现出显著效果。目前,一家非营利组织正在对这些化合物进行改造,以准备进一步的测试。
抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁。据估计,每年全球因耐药性细菌感染导致的死亡人数接近 500 万。自 20 世纪 80 年代以来,最后一类主要抗生素被发现后,虽然对现有药物进行了调整,但这仅能减缓耐药性的发展。许多制药公司因研发挑战和高昂成本而放弃了抗生素开发。
“ 我们希望摆脱任何看起来像现有抗生素的东西,以从根本上不同的方式帮助解决抗菌素耐药性危机,” 该研究的首席作者之一、麻省理工学院博士后阿蒂·克里希南表示,” 通过探索化学空间中未充分开发的领域,我们的目标是发现新的作用机制。”
这项研究采用的方法可能对药物研发产生深远影响。AI 技术的应用不仅加快了药物发现过程,还降低了研发失败的风险,有望重振停滞不前的抗生素研发管线。
研究团队在实验室培养皿和感染小鼠的细菌测试中验证了这两种新型抗生素的有效性。然而,在医生开具这些药物之前,还需要进行多年的进一步测试,包括临床试验。
该研究于近日发表在科学期刊《细胞》上,为应对全球抗生素危机提供了新的希望。随着 AI 技术在药物研发领域的不断进步,人类对抗超级细菌的能力或将迎来重大突破。