研究人员发明人工智能模型来设计新的超级抗菌抗生素

麦克马斯特大学和斯坦福大学的研究人员发明了一种新的生成式人工智能模型，可以设计出数十亿种新的抗生素分子，这些分子价格低廉，易于在实验室中构建。

　　

麦克马斯特大学和斯坦福大学的研究人员发明了一种新的生成式人工智能模型，可以设计数十亿种新的抗生素分子，这些分子价格低廉，易于在实验室中构建。

耐药细菌在世界范围内的传播导致了对新型抗生素的迫切需求，但即使是现代人工智能方法，在分离有希望的化合物方面也很有限，特别是当研究人员还必须找到制造这些新的人工智能引导药物并在实验室中进行测试的方法时。

在今天发表在《自然机器智能》杂志上的一项新研究中，研究人员报告说，他们已经开发出一种名为SyntheMol的新型生成人工智能模型，可以设计新的抗生素来阻止鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）的传播，鲍曼不动杆菌被世界卫生组织确定为世界上最危险的耐抗生素细菌之一。

众所周知，鲍曼不动杆菌难以根除，可引起肺炎、脑膜炎和伤口感染，所有这些都可能导致死亡。研究人员表示，几乎没有什么治疗选择。

“抗生素是一种独特的药物。“一旦我们开始在临床中使用它们，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，”该论文的第一作者，麦克马斯特生物医学与生物化学系助理教授Jonathan Stokes说，他与斯坦福大学生物医学数据科学副教授James Zou一起进行了这项工作。

“我们需要一个强大的抗生素管道，我们需要快速、廉价地发现它们。这就是人工智能发挥关键作用的地方，”他说。

研究人员开发了生成模型，以快速廉价地获取数百亿有前途的分子。

他们从一个包含132,000个分子片段的库中提取，这些分子片段像乐高积木一样组合在一起，但本质上却截然不同。然后，他们将这些分子片段与13种化学反应交叉对照，使他们能够识别300亿个片段的双向组合，从而设计出具有最有希望的抗菌性能的新分子。

由该模型设计的每个分子依次输入另一个经过训练以预测毒性的人工智能模型。该过程产生了6个对鲍曼不动杆菌具有强抗菌活性且无毒的分子。

“Synthemol不仅设计了有希望成为候选药物的新分子，而且还生成了如何制造每种新分子的配方。生成这样的配方是一种新方法，改变了游戏规则，因为化学家们不知道如何制造人工智能设计的分子，”James Zou说。

这项研究的部分资金是由韦斯顿家庭基金会、加拿大健康研究所以及Marnix和Mary Heersink夫妇提供的。