美研究人员利用人工智能发现新型抗生素

发布时间：2020-02-26 发布者：亚时财经

人工智能识别出能杀死耐药细菌的新抗生素（图源：lintelligencer）

据《论坛快报》报道，近期,美国麻省理工学院联手哈佛大学首次运用人工智能发现一种新型抗生素分子“Halicin”，它能杀灭多种致命细菌，包括一些对已知抗生素产生耐药性的细菌菌株。

这项研究发表于最新一期《细胞》杂志上。为寻找能有效抑制大肠杆菌的抗生素分子，研究人员开发出一个深度神经网络模型（一种机器学习技术），能通过分析化合物的分子结构挖掘其特性，比如可杀灭细菌。研究结果显示，新型抗生素能杀灭从患者身上分离出的十多种细菌，包括艰难梭菌、鲍曼不动杆菌和结核杆菌等耐药性较强细菌。

据悉，鲍曼不动杆菌可引发呼吸性肺炎、败血症、泌尿系统感染、脑膜炎等严重甚至致死性感染，在驻阿富汗和伊拉克的美军中十分常见。临床对多重抗药性鲍曼不动杆菌无有效治疗药物，世界卫生组织已将其划为抗生素耐药“重点病原体”首位。

为测试新型抗生素对活体动物的效果，研究人员在感染鲍曼不动杆菌的小鼠身上涂抹含Halicin的软膏，24小时内，感染被彻底清除。此外，研究人员发现连续30天使用Halicin未使大肠杆菌产生耐药性，相较而言，大肠杆菌在1到3天内就对常用抗生素环丙沙星产生耐药性。

Halicin（上排）阻止了大肠杆菌耐药性发展；而环丙沙星（下排）没有。（图源：来自网络）

报道称，新型抗生素分子“Halicin”的名字源于经典科幻片《2001太空漫游》（电影里的人工智能系统名为HAL 9000）。麻省理工学院医学工程教授詹姆斯·柯林斯(James Collins)说：“它可能是迄今最强大的抗生素之一。”

自发现青霉素以来，抗生素成为现代医学基石，但近年来，抗生素滥用导致耐药性细菌种类不断攀升。报道指出，如果不立即采取行动发现和开发新抗生素，到2050年每年或将有1000万人死于耐药性感染。

据报道，研究人员现计划与制药公司或非营利组织进一步研究Halicin，以研发适用于人类治疗的药物。

麻省理工学院电子工程和计算机科学教授雷吉娜·巴尔齐莱说：“运用人工智能探索化学结构，具有成本低、时间短、范围广等特点，打破了传统实验方法局限。”

据悉，这个深度神经网络模型仅用三天，就从1亿多个分子中筛选出了23个与现有抗生素结构不同的分子，且预计对人体细胞无毒。在针对五种细菌的实验中，研究人员发现有八种分子具抗菌活性，且有两种显示出强大的广谱活性，有可能抑制多种病原体。

研究人员称，这一模型或将用于设计新型抗生素和优化现有分子，如可设计靶向特定细菌，而不杀灭其他有益细菌的抗生素。

参考来源：《论坛快报》

推荐文章