近日麻省理工大学科学家们利用人工智能技术取得了突破性的发现,发现了一种新的抗生素类别,用于对抗耐药性金黄色葡萄球菌(MRSA)。
科学家们在抗生素研究方面已经有60多年没有取得重要的进展了。
这是60 年来发现的首个新型抗生素。
该研究结果发表在了《自然》杂志上。https://t.co/ZHyPS1zTJf
麻省理工大学的研究团队训练了一个扩大的深度学习模型,使用扩展的数据集,评估了约39000种化合物对MRSA的抗生素活性。
这种方法结合了抗微生物活性预测和毒性评估,以识别对人体细胞危害最小的有效化合物。
- 活性和毒性预测的整合: 模型不仅预测了哪些化合物可能作为抗生素有效,还评估了它们对人类细胞的潜在毒性。这种双重方法有助于识别既对细菌有效又对人类安全的化合物。
- 筛选数百万种化合物:使用训练有素的AI模型,研究人员筛选了大约1200万种现有的商业化合物。如果没有AI的帮助,由于所需的时间和资源,这种大规模筛选几乎是不切实际的。
- 发现新的抗生素候选物:随后,研究人员获得了大约 280 种此类化合物,并在实验室环境中进行了针对 MRSA 的测试。
这种方法使他们从同一类别中识别出两种有前途的候选抗生素。
在涉及两种小鼠模型的实验中——一种用于 MRSA 皮肤感染,另一种用于 MRSA 全身感染——这些化合物中的每一种都将 MRSA 数量减少了 10 倍。
- 打开“黑箱”:研究团队的目标是揭开深度学习模型的“黑箱”。这些模型包含大量模拟神经连接的计算,而人们通常不清楚其内部运作机制。通过这项研究,他们能够更深入地了解模型是如何学习并预测某些分子会成为良好抗生素的。
扩展资料:
耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)是一种特别的细菌,对多种常用抗生素有抵抗力,这使得它引起的感染难以治疗。
根据欧洲疾病预防和控制中心 (ECDC) 的数据,欧盟每年发生近 150000 例 MRSA 感染,而该地区每年有近 35000 人死于抗菌药物耐药性感染。
MRSA感染的特点和严重性如下:
1 .多种感染: MRSA可以导致多种类型的感染。它通常感染皮肤,但也可以影响其他身体部位。
2 .从轻微到严重: MRSA感染的严重程度可以从轻微的皮肤感染(如疖子或脓肿)发展到更严重的健康问题。在一些情况下,它可能引起深层组织感染,甚至是生命威胁性的疾病,如肺炎和血流感染。
3 .耐药性: MRSA之所以难以治疗,主要是因为它对多种常用的抗生素,包括甲氧西林、青霉素和其他β-内酰胺类抗生素产生了耐药性。这意味着这些通常有效的药物对MRSA不再有效。
4 .医院和社区感染: MRSA感染可以在医院(医院获得性MRSA)和日常社区环境(社区获得性MRSA)中发生。医院获得性MRSA通常更严重,因为它影响的是已经有健康问题的患者。
5 .预防和控制: 由于MRSA的耐药性,预防和控制措施非常重要。这包括良好的卫生习惯、正确使用抗生素和在医院中采取感染控制措施。
因此,针对MRSA的新抗生素的发现对于医学领域来说是一个重要的进步,因为它提供了一个新的工具来对抗这种难以治疗的细菌。
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