美国研究人员利用AI开发更强大的新型抗生素

健康新闻 2年前 (2020-03-01) 191次浏览

美国研究人员首次使用人工智能来识别一种强大的新型抗生素,这种抗生素能够杀死几种耐药细菌。

自发现青霉素以来,抗生素一直是现代医学的基石,但近年来,抗生素的有效性严重下降,因为过度使用导致细菌产生耐药性。

麻省理工学院(MIT)和哈佛大学(Harvard)的科学家们训练了一种机器学习算法,来分析能够利用不同于现有药物的机制抗击感染的化合物。

他们的发现发表在《细胞》杂志上。

“我们的方法揭示了这种惊人的分子,它可能是已经发现的最强大的抗生素之一,”麻省理工学院医学工程教授、该论文的资深作者之一詹姆斯·柯林斯(James Collins)说。

研究小组对这个模型进行了约2500个分子的训练,确定了一种他们称之为“halicin”的化合物——取自《2001:太空漫游》(2001:a Space Odyssey)中虚构的人工智能系统——用于在真实世界中测试从病人身上提取并在实验室培养皿中培养的细菌。

它能够杀死许多对治疗产生抗药性的细菌,包括艰难梭状芽胞杆菌、鲍曼不动杆菌和结核分枝杆菌。

它还治愈了两只感染了鲍曼尼氏病菌的老鼠,这种病菌已经感染了许多在伊拉克和阿富汗的美军士兵。

小鼠感染的菌株对所有已知的抗生素都有耐药性,但一种海利菌素软膏在24小时内完全治愈了小鼠。

使用预测计算机模型来发现药物的想法并不新鲜,但在此之前从未成功过。

“机器学习模型可以探索……麻省理工学院计算机科学教授Regina Barzilay说。

这一进展为抗生素的未来带来了希望,而且出现在一个关键时刻:预计如果不立即采取行动发现和开发新药,到2050年耐药感染导致的死亡人数将达到每年1000万。

研究人员计划进一步研究halicin,并与一家制药公司或非营利组织合作开发用于人类的halicin。


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