人工智能研发新型抗生素 有望战胜超级细菌

AI资讯3个月前发布 ainav
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8月18日消息显示,麻省理工学院(MIT)研究团队近日宣布重大突破:人工智能(AI)已成功设计出两种新型潜在抗生素,有望对抗耐药性淋病和”超级细菌”MRSA。

人工智能研发新型抗生素 有望战胜超级细菌

该研究团队指出,这两种新药由AI从分子层面设计完成,并在实验室测试和动物实验中成功杀灭了多种超级细菌。不过,这些药物距离实际临床应用仍需经过数年时间的优化与人体试验。

当前,抗生素耐药性已成为全球重大公共卫生问题,每年导致超过百万人死亡。过度使用抗生素促使细菌产生抗药性,而新型抗生素的研发却进展缓慢。此前,科研人员主要通过AI筛选已知化合物来寻找新药,此次MIT团队则实现了突破:直接利用生成式AI设计针对特定病菌的抗生素。

值得注意的是,这项研究已发表在权威期刊《细胞》杂志上。研究人员让AI分析了3600万种化合物(包括未被发现的新物质),并提供了已知化合物的化学结构及对细菌生长的影响数据。AI通过学习这些信息,设计出了新型抗生素分子结构。同时,AI还排除了与现有药物过于相似的结构,并确保所设计的是具有治疗效果的化合物而非其他用途物质,同时剔除对人体有毒性的成分。

在实验阶段,研究人员利用AI设计的新药对淋病和MRSA进行了实验室测试和小鼠感染模型验证,最终成功获得了两种新型潜在抗生素药物。MIT的詹姆斯·柯林斯教授表示:”我们对此非常兴奋,因为这证明了生成式AI能够用于创造全新类型的抗生素。这种技术使我们能够以较低成本快速开发新分子,从而增强对抗超级细菌的’武器库'”。

不过目前这些药物仍处于研发阶段,距离临床应用尚需一到两年时间进行优化改进,之后还需开展长期的人体试验。弗莱明倡议和伦敦帝国理工学院的安德鲁·爱德华兹博士认为这项研究”非常重要”,具有”巨大潜力”,因为它展示了发现新型抗生素的新途径。但他也强调:”尽管AI有望显著改善药物研发效率,在安全性和有效性测试方面仍面临艰巨挑战。”

这一过程不仅耗时长、投入高,且存在实验药物最终无法应用于临床的风险。部分专家呼吁进一步完善AI在药物发现中的应用技术。柯林斯教授指出:”我们需要更先进的模型,这些模型不仅要考虑药物在实验室的表现,还要更好地预测其在人体内的效果。”

此外,AI设计的抗生素制造难度也是一大挑战。尽管理论上可生成80种针对淋病的最佳治疗方案(化合物),但在实际合成中仅成功制备出2种药物。

沃里克大学的克里斯·道森教授认为这项研究”非常酷”,表明AI在抗生素研发领域取得了”重大进展”。但他也指出一个不容忽视的问题:耐药性感染还存在经济障碍——”如何制造那些没有商业价值的药物?”如果开发出一种新抗生素,在理想情况下应尽量少用以保持其疗效,但这也使得制药企业在盈利方面面临困难。

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