近日,麻省理工学院(MIT)的研究团队在抗生素研发领域取得重大突破。借助人工智能(AI)技术,研究人员成功设计出两种潜在新型抗生素,能够有效对抗耐药性淋病病菌以及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。这一成果标志着AI在药物设计中的应用迈出了关键一步。
这项研究的核心在于AI从原子层面出发,设计出全新的抗生素分子结构。研究人员通过输入数千万种化合物的数据,包括已知和尚未被发现的分子结构,训练AI识别哪些分子能够有效抑制超级细菌的生长。在此过程中,AI不仅排除了与现有抗生素过于相似的结构,还确保所设计的化合物具有药物特性,且对人体无毒。
实验结果显示,AI设计出的两种抗生素在实验室培养和小鼠感染模型中均展现出良好的杀菌效果。尽管这些药物仍需经过长期的优化和临床试验才能正式用于临床治疗,但这一进展无疑为解决抗生素耐药性问题提供了新思路。
MIT的詹姆斯・柯林斯教授表示,这项研究证明了生成式AI在新型抗生素开发中的巨大潜力。它不仅可以加快药物研发进程,还能以较低成本扩展抗生素的种类库,从而帮助人类在与耐药细菌的对抗中占据更有利的位置。
然而,研究也面临诸多挑战。一方面,AI设计出的化合物在实际合成过程中存在难度,80种候选化合物中仅有2种成功合成。另一方面,新药的临床前测试和人体试验周期长、成本高,且结果存在不确定性。此外,抗生素的商业开发也面临经济回报低的问题,因为为了延缓耐药性发展,新药往往需要被严格限制使用。
专家指出,未来需要进一步优化AI模型,使其不仅能预测药物在实验室的表现,还能更准确地模拟其在人体内的作用机制。同时,如何在政策和资金层面支持这类非盈利性强的药物研发,也成为行业亟待解决的问题。
总体来看,AI驱动的抗生素研发正逐步从理论走向实践,为全球耐药性危机带来了新的希望。随着技术的不断进步,AI或将在未来药物开发中扮演更加关键的角色。
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