MIT 与哈佛用 AI 发现新型抗生素：1200 万化合物中筛出耐药菌克星

超级细菌耐药有多可怕？2019 年全球有超过 120 万人直接死于抗生素耐药性，而且这个数字未来几十年还会往上涨。

更让人头疼的是，新抗生素的研发几乎陷入了死水。过去 60 年里，人类发现能够同时搞定耐药菌的全新类别抗生素屈指可数。

现在，AI 终于在抗药性细菌的防线上撕开了一个口子。来自麻省理工学院与哈佛大学博德研究所（Broad Institute）的科研团队，借助 AI 发现了一类全新的抗生素候选物，不仅能干掉臭名昭著的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA），还能消灭对万古霉素耐药的肠球菌。

从 1200 万种分子里捞针，还能说清「为什么」

以往用 AI 找药，很多时候像开盲盒：模型说这个分子有效，但到底为什么有效，科研人员一头雾水。

这次博德研究所的团队换了个思路。研究人员 Felix Wong 表示，他们不仅要让 AI 预测哪些化合物有选择性抗菌活性，还要从化学结构上解释背后的原因。

他们先用 3.9 万多种化合物在金黄色葡萄球菌以及三种人体细胞（肝脏、骨骼肌和肺细胞）上做实验，把真实的活性和毒性数据拿去训练 AI。

AI 学会识别化合物的原子和键的分布规律后，一口气在电脑里模拟筛选了 1200 万种化合物，初筛挑出 3646 种具备理想成药特性的候选物。

紧接着，研究人员通过进一步计算拆解了这些分子的化学子结构，搞清楚了它们起效的关键部分。最终锁定了两个对人体细胞无毒、且能同时消灭 MRSA 和万古霉素耐药肠球菌的全新化合物。

在小鼠实验中，这两种化合物成功治愈了 MRSA 引起的皮肤和大腿局部感染。

论文合著者 James Collins 指出，过去 60 年里针对这类耐药菌的抗生素大类少得可怜，比如恶唑烷酮类和脂肽类，而且细菌对它们的耐药性还在不断增加。这次发现的新类别，正好补充了这一空白。

目前，这套 AI 筛选框架已经被他们用来设计全新的抗生素，甚至延伸到了寻找能选择性杀死衰老和受损细胞的新药，去尝试攻克骨关节炎和癌症。

为什么重要

我们认为，这项成果最惊艳的地方不在于「发现了两种分子」，而在于它把 AI 从单纯的算力加速器变成了可解释的科学假设生成器。

过去药物研发周期动辄十年、烧钱数亿美元，很大一部分成本都耗费在漫无目的的盲测上。现在团队用 3.9 万个真实实验数据带出模型，再让 AI 去扫 1200 万个分子，不仅效率高出几个数量级，更关键的是它给出了化学结构上的理由，这就让后续化学家的优化和改性有了清晰的路标。

对于普通患者来说，耐药超级细菌是悬在头顶的达摩克利斯之剑。很多常规手术或轻微外伤，一旦撞上耐药菌感染就可能无药可用。虽然小鼠实验距离真正上市还要走漫长的临床流程，但 60 年来罕见的抗生素大类突破，意味着新防线确实在成型。

从行业角度看，制药界此前因为研发回报率低而大举撤离抗生素领域。如果这种「精准预测活性加毒性」的 AI 架构能持续验证成功，原本被跨国药企视为鸡肋的抗生素研发，很可能会重新跑通商业和时间成本的账本。