Halicin是一种强大的广谱抗生素候选药物,通过人工智能技术发现,标志着人类对抗微生物耐药性斗争的重要转折点。这种突破性化合物通过非常规机制发挥作用,使其能够绕过耐药细菌的防御机制。根据世界卫生组织数据,2019年细菌耐药性导致全球127万人直接死亡,另有495万人死亡与之相关。在美国,新冠疫情加剧了这一问题,2019至2020年间医院获得性耐药感染相关死亡率上升了15%。
这项突破源于麻省理工学院研究人员开发的定制深度学习模型。该AI系统通过学习包含2,335个分子的数据集,识别出对大肠杆菌具有抗菌活性的特征,并在筛选6,000种现有药物化合物后锁定Halicin。其名称致敬《2001太空漫游》中的HAL 9000人工智能系统,原名为SU-3327的该化合物曾因糖尿病治疗效果不佳被放弃,现通过AI技术重获新生。
Halicin的创新机制靶向细菌赖以生存的质子动力——这种保守的电化学梯度负责能量生产、营养吸收和运动。它通过与铁离子(Fe3+)形成复合物破坏pH梯度,导致ATP耗竭进而杀死细菌。在临床前研究中,该药物对鲍曼不动杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、结核杆菌和艰难梭菌等高危病原体展现出强效杀菌效果,但对铜绿假单胞菌效果有限,因其特殊细胞膜结构阻碍药物渗透。
尽管预临床试验显示Halicin具有低耐药潜力和广谱活性,但仍需进一步验证其临床适用性。当前数据显示该药物存在吸收差、代谢快的问题,可能限制其治疗全身性感染的能力。研究团队特别强调需完善AI模型的预测能力,不仅要识别抗菌活性,还要预测化合物的吸收、分布、代谢和排泄特性。这种AI驱动的药物发现模式突破了传统研发方法的局限,为应对全球健康威胁提供了革命性解决方案。
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