posted on 2020-02-23

人类首次透过AI发现超级抗生素！可以杀死世界上最危险的耐药性病菌！

人工智能被运用最多的其中一个领域就是生物医疗相关的领域，日前由麻省理工学院合成生物专家吉姆·柯林斯（Jim Collins）领导的研究团队也通过自主研发的人工智能，发现了一种强大的抗生素，可以杀死世界上最危险的耐药性病菌！

据TheGuardian报道，该团队首次使用在没有任何假设的情况下，在几天内就从15亿个分子的庞大药物化合物数据库中筛选出强大的新型抗生素。经过测试之后，其中一个抗生素甚至可以消灭世界上许多具有抗药性的致病细菌，包括鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）和肠杆菌科（Enterobacteriaceae），这两者都是世界卫生组织（WHO）认为无法治愈的菌株。

该项目的高级研究员，麻省理工学院（MIT）机器学习专家Regina Barzilay表示，这是人类时上第一次发现超级抗生素，这类超级抗生素对广泛的抗药性病原体具有显着的效果。

报道指出，研究人员首先对研发了一种深度神经网络人工智并进行了一系列训练，以识别杀死细菌的分子种类。研究人员先向人工智能提供了将近2500种药物和天然化合物的原子和分子特征，以及该物质是否能很好地阻止大肠杆菌（E.coli）生长的信息。该分子集合中包括约300种已批准的抗生素，以及800种来自植物、动物和微生物来源的天然产物库。

之后研究人员再将该人工智置入6000多种化学物分子的数据库，并让人工智能关注那些有效但与抗生素不同的化合物。之后从人工智能产生的结果中，研究人员选择了大约100个进行物理测试的候选分子，并找到一种正在研究用于糖尿病治疗的分子，并且已经证明是一种有效的抗生素。该研究的第一作者乔纳森·斯托克斯（Jonathan Stokes）说，人工智能仅仅花了几个小时计算就提出一些有潜质的抗生素。

研究人员之后再对从患者身上收集的细菌进行的测试，并发现该抗生素还杀死了结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis），一种导致结核病的细菌，并且对碳青霉烯类（carbapenems）抗生素存在耐药性的肠杆菌科菌株。此外，Halicin还清除了小鼠中的艰难梭菌（ C difficile）和多重耐药鲍曼不动杆菌感染（multidrug-resistant Acinetobacter baumannii infections）。

为了寻找更多新药，研究小组接下来将人工能转向了一个拥有约15亿种化合物的庞大数据库。三天后，人工智能Halicin返回了23种潜在抗生素的候选清单，其中两种似乎特别有效。斯托克斯表示，能够透过人工智能进行实验，大大减少了查看这些化合物的时间和成本。机器学习专家Barzilay也表示，未来希望利用人工智能寻找对更具选择性的抗生素，期望未来服用抗生素只杀死能引起感染的病菌，而不是杀死生活在肠道中的所有健康细菌。

目前，该研究论文被刊登在全球自然科学研究领域最著名期刊之一《细胞（Cell）》。这个研究也获得宾夕法尼亚州匹兹堡大学（University of Pittsburgh，Pennsylvania）的计算生物学家雅各布·杜兰特（Jacob Durrant）的赞赏并表示，如果类似这样的AI研究方法能更宽泛的应用于抗病毒药物的研发，意义将会更大。

资料来源：TheGuardian、《细胞（Cell）》

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