共计 1222 个字符，预计需要花费 4 分钟才能阅读完成。
编辑 |凯霞
全球每年有近 500 万人死于抗生素耐药性，因此迫切需要新的方法来对抗耐药菌株。
AI 方法可以发现新的抗生素，但现有方法有明显的局限性。性质预测模型很难扩展到大型化学空间。直接设计分子的生成模型可以快速探索广阔的化学空间，但生成的分子难以合成。
在此，斯坦福大学和麦克马斯特大学（McMaster University）的研究人员发明了一种新的生成式 AI 模型 SyntheMol，可以设计数十亿种新的抗生素分子，这些分子价格低廉且易于在实验室中合成。
SyntheMol 可以从近 300 亿个分子的化学空间中设计易于合成的新化合物。该模型可以设计新的抗生素来阻止鲍曼不动杆菌的传播。发现 6 个结构新颖的分子表现出对鲍曼不动杆菌的抗菌活性。
论文作者、斯坦福大学生物医学数据科学副教授 James Zou 说，「SyntheMol 不仅设计了有希望的候选药物的新颖分子，而且还生成了如何制造每种新分子的配方。」
全球健康药物研发中心（GHDDI）首席科学官张儒民博士表示：「生成式 AI 模型 SyntheMol 在短短三个月之内，设计出六款活性不错（当然有待进一步改进）的结构新颖且易于合成的抗生素候选分子。我们因此有理由乐观地预期，在不远的将来，AI 必将大幅提升制药成功率，缩短制药周期，降低研发成本，更快造福人类。」
相关研究以《Generative AI for designing and validating easily synthesizable and structurally novel antibiotics》为题，于 2024 年 3 月 22 日发布在《Nature Machine Intelligence》上。
论文链接：
耐药细菌在全球范围内的传播迫切需要新的抗生素，但即使是现代 AI 方法在分离有希望的化合物方面也受到限制，特别是当研究人员还必须找到制造这些新的 AI 引导药物并在实验室中测试它们的方法时。
众所周知，鲍曼不动杆菌很难根除，可引起肺炎、脑膜炎和伤口感染，所有这些都可能导致死亡。世界卫生组织已将鲍曼不动杆菌确定为世界上最危险的耐抗生素细菌之一。但几乎没有什么治疗选择。
该论文的第一作者，麦克马斯特大学生物医学与生物化学系助理教授 Jonathan Stokes 说，「抗生素是一种独特的药物。一旦我们开始在临床上使用它们，我们就会在药物失效之前开始计时，因为细菌会迅速进化以抵抗它们。我们需要强大的抗生素管道，需要快速且廉价地发现它们。这就是 AI 发挥关键作用的地方。」
SyntheMol 设计出 6 个结构新颖且易于合成的抗生素分子
研究人员开发了生成模型，可以快速、廉价地获取数百亿个有希望的分子。
SyntheMol 使用蒙特卡洛树搜索（MCTS），从包含 132,000 个分子片段的库中提取数据，这些片段像乐高积木一样拼凑在一起，但本质上却截然不同。
然后，他们将这些分子片段与一组 13 个化学反应进行交叉引用，使其能够识别 300 亿个片段的双向组合，从而设计出具有最有希望的抗菌特性的新分子。
