科學家用 AI 發現新型抗生素:一個半小時篩出超級細菌剋星
美加研究人員利用 AI 篩選藥物分子,僅用一個半小時就從 6680 種未知化合物中圈定候選名單,最終發現能精準殺滅致命超級細菌的新型抗生素 abaucin。該藥僅針對目標病菌有效,不易產生耐藥性,但距 2030 年臨床應用仍有漫長實驗要走。

人類和超級細菌鬥了幾十年,最讓人頭疼的一點,是細菌進化的速度永遠比藥廠研發新藥快。
全球每年有超過一百萬人死於耐藥菌感染。來自加拿大麥克馬斯特大學和美國麻省理工學院的研究團隊,決定把找藥的苦活交給 AI。
這篇發表在《自然·化學生物學》(Nature Chemical Biology)上的成果顯示,AI 只用了短短一個半小時,就幫科學家從幾千種化合物裡篩出了一種強效全新抗生素:abaucin。
一個半小時,篩完幾千種化合物
研究團隊要對付的目標,是鮑曼不動桿菌(Acinetobacter baumannii)。世界衛生組織把它列為三大「關鍵威脅」超級細菌之一,常年盤踞在醫院病房和醫療器械表面,能引起嚴重肺炎和傷口感染,甚至對絕大多數已知抗生素免疫。
麥克馬斯特大學的 Jonathan Stokes 博士直接把它叫做「頭號公敵」。
以往找抗生素,基本靠實驗人員在培養皿裡盲猜海選,費時費力。這次團隊先做了一批基礎訓練:手動測試了幾千種已知結構的藥物對鮑曼不動桿菌的作用,把哪些化學分子能抑制、消滅細菌的特徵資料餵給 AI。
模型學成之後,研究人員一口氣丟給它 6680 種未知化合物。AI 僅用 90 分鐘就交出了一份精選候選名單。
實驗室按照 AI 的建議檢測了其中 240 種,最終鎖定了 9 種潛在抗生素,其中殺傷力最驚人的就是 abaucin。在小鼠實驗中,它成功治癒了感染傷口,並且順利幹掉了從真實患者身上採集的鮑曼不動桿菌樣本。
一發子彈只打一個敵人
更有意思的地方在於,abaucin 表現出了罕見的精準性。
傳統的抗生素大多是廣譜的,像地毯式轟炸,殺壞菌的同時也把體內有益菌一併幹掉,還極其容易逼著倖存細菌加速進化出耐藥性。
但實驗發現,abaucin 對其他種類的細菌毫無反應,它只專挑鮑曼不動桿菌下手。研究人員指出,這種專一性不僅能大幅減少副作用,還讓細菌更難演化出抵抗力。
其實早在 2020 年,這支團隊就曾在針對大腸桿菌的實驗裡驗證過 AI 找抗生素的思路。現在他們把目光投向了更難纏的狠角色,接下來還計劃用同樣的流程攻克金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌。
不過,找到分子只是萬里長征第一步。Stokes 坦言,後面還有漫長的分子最佳化和人體臨床試驗,這款 AI 發現的抗生素真正擺上藥房貨架,可能要等到 2030 年。
為什麼重要
在傳統制藥邏輯裡,抗生素研發早就陷入了死衚衕。研發週期動輒十年、投入數十億美元,上市後為了防耐藥還必須儘量少開,藥企在商業上根本賺不到錢,導致過去幾十年幾乎沒有全新類別的抗生素問世。
我們認為,這項研究最聰明的地方不是「發現了一種藥」,而是跑通了用已知結構做定向低成本搜尋的高效範式。AI 可以在幾個小時內篩完千萬級化合物庫,把盲測縮小到幾百個分子的極小範圍,從根本上降低了前期的試錯成本。
但隱患和侷限同樣明顯。AI 只能在已有化學特徵的知識邊界裡找捷徑,沒法憑空變出全新的生物機理;而且算力再快,也跳不過動物實驗和長達數年的人體臨床環節,它解決的是「漏斗口太窄」的問題,卻壓縮不了後續合規檢驗的時間。
看起來,短時間內我們還指望不上 AI 藥丸立刻救命,但它徹底改變了耐藥菌研究的軍備競賽規則。只要這個篩選管道能持續複用在其他高危病原體上,人類對抗超級細菌的被動局面,就已經開始鬆動了。
來源 (2)
- bbc.com(在新分頁開啟)原文bbc.com
- bbc.co.uk(在新分頁開啟)報導bbc.co.uk