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研究人员利用人工智能开发功能强大的新型抗生素

2020-06-18 10:49:37

麻省理工学院的研究人员已经利用人工智能开发了一种新的抗生素化合物，该化合物甚至可以杀死某些对抗生素具有抗药性的菌株。他们创建了一个包含数百万种化合物的计算机模型，并使用机器学习算法挑选出可能有效的抗生素，然后选择一种特定的化合物进行测试，发现其对大肠杆菌有效小鼠模型中的和其他细菌。

今天开发的大多数新抗生素都是使用相同机制对现有药物进行的变异。新抗生素使用与现有药物不同的机制，这意味着它可以治疗当前药物无法治疗的感染。

麻省理工学院医学工程与科学研究所的医学工程与科学教授詹姆斯·科林斯(James Collins)表示：“我们希望开发一个平台，使我们能够利用人工智能的力量来引领抗生素药物发现的新时代。”一份声明。“我们的方法揭示了这种令人惊奇的分子，可以说它是已发现的更强大的抗生素之一。”

与其他方法相比，这种新的药物开发方法可以更快地鉴定出细菌对细菌具有抗药性的不同化合物，并且花费更少。研究人员在2500种现有分子上训练了他们的计算机模型，然后在6,000种化合物的库中对其进行了测试，以识别可以杀死大肠杆菌的分子。该模型确定了一个特定的分子作为潜在靶标，当研究人员在实验室对其进行测试时，他们发现该分子还可以杀死其他难治性细菌，例如艰难梭菌，鲍曼不动杆菌和结核分枝杆菌。

抗生素抗性细菌的问题也日益严重，例如，由于抗生素的处方过多和耕作中药物的过度使用而导致了这种问题的发展。药物开发的新方法可以帮助解决这个问题。柯林斯说：“我们正面临着越来越多的关于抗生素耐药性的危机，这种情况的产生是由于越来越多的病原体对现有抗生素产生了耐药性，以及生物技术和制药行业对新型抗生素的贫血管道。”

研究人员计划使用他们的模型来优化现有药物以及开发新药物。Technion的生物学和计算机科学教授Roy Kishony在声明中说：“这项开创性的工作标志着抗生素发现乃至更普遍的药物发现发生了范式转变。” “除了硅胶筛查，这种方法还将允许在抗生素开发的所有阶段使用深度学习，从发现到通过药物修饰和药物化学改善功效和毒性。”

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