MIT 科学家通过深度学习模型,发现了一种名为 "halicin" 的全新抗生素分子,它展现出了前所未有的广谱抗菌能力,这是人类首次完全使用人工智能的方法发现新抗生素。halicin 可以消灭一些世界上最危险的细菌,这一突破性研究登上了顶级期刊《Cell》的封面。
自青霉素问世以来,抗生素已成为现代医学的基石,但细菌耐药性的增长使得新抗生素的开发显得至关重要。然而,私营药企在新抗生素发现上收效甚微,预估到2050年,因耐药感染而死亡的人数将高达每年1000万人。
面对抗生素发现的困境,合成生物学中心的研究者开发了一种深度学习方法,从超过1.07亿种分子中识别出了强大的新型抗生素分子——halicin。halicin能够对抗多种细菌,包括肺结核、艰难梭菌、肠杆菌科和鲍曼不动杆菌。其中,鲍曼不动杆菌被世界卫生组织列为高优先级病原体,是新抗生素研究的重点。
halicin与已知抗生素在结构上有显著不同,这使得它能够有效对抗多种细菌,尤其是那些传统抗生素难以对付的菌株。在小鼠实验中,halicin展现出对多种病原体的抗菌活性,包括艰难梭菌、肠杆菌科和鲍曼不动杆菌。
此研究标志着抗生素发现领域的一大飞跃,也是人工智能在药物研发中应用的突破。研究团队强调,这是完全从零开始,没有任何假设情况下识别出的全新抗生素种类,对于对抗药物耐药性问题具有重要意义。
MIT 的合成生物学家 Jim Collins 主导了这一研究,并在《Cell》杂志上发表。研究者之一、MIT 机器学习专家 Regina Barzilay 表示:“对于抗生素发现而言,这是第一次完全使用人工智能的方法。”生物工程师 James Collins 补充道:“halicin 是迄今为止发现的最强大抗生素之一,对于大量抗药性病原体展示了显著的活性。”
随着这项研究的发布,学者们开始探索如何利用深度学习模型设计新的抗生素,并优化现有分子。这标志着抗生素发现乃至更广泛的药物研发领域即将迎来范式转变。