2024年诺贝尔化学奖得主大卫·贝克（David Baker）领导了一项研究，尝试重新定义蛇咬伤的治疗方法。该研究描述了如何通过AI设计的蛋白质使蛇毒中的致命毒素失效——这一技术有望证明更加有效、更安全且更经济。研究的主要作者苏珊娜·瓦斯奎兹·托雷斯（Susana Vazquez Torres）表示：“我相信蛋白质设计将帮助发展中国家的人们更容易获得蛇咬伤治疗。”
据世界卫生组织统计，每年有180万至270万人受到蛇咬伤的影响，导致约10万人死亡和三倍于此的永久性残疾。受害者主要集中在医疗系统脆弱的地区，如非洲、亚洲和拉丁美洲。传统抗蛇毒血清由动物血浆提取，存在显著缺点：成本高、疗效有限且副作用严重。
蛇毒的多样性进一步复杂化了治疗，因为目前的抗蛇毒血清通常只针对特定物种。然而，毒素研究和计算工具的进步正在推动蛇咬伤治疗的新时代。贝克的团队与丹麦技术大学（DTU）的蒂莫西·帕特里克·詹金斯（Timothy Patrick Jenkins）合作，利用AI设计了能够结合并中和眼镜蛇毒液中最致命成分——三指毒素的蛋白质。这些毒素以其逃避免疫系统的特性著称，使得传统治疗方法无效。
在实验中，新的抗毒素在暴露于致命剂量的三指毒素的小鼠中实现了80%-100%的存活率。虽然它们尚未能中和蛇毒的全部复杂性，但这一成功标志着向靶向和高效治疗迈出了重要一步。贝克表示：“我们创造的抗毒素仅通过计算方法就能轻易发现。它们也易于生产且在实验室测试中表现出色。”
这些新蛋白质通过微生物生产，消除了对动物免疫的需求，可能降低生产成本。由于其较小的尺寸，这些蛋白质可以更有效地渗透组织并比现有疗法更快地中和毒素。詹金斯强调了更广泛的应用前景：“最令人印象深刻的结果是这些蛋白质对小鼠提供了显著的神经毒素保护。此外，这些设计的蛋白质非常小，我们预计它们可以更好地渗透组织并可能比当前抗体更快地中和毒素。而且，由于这些蛋白质完全是通过计算机上使用AI驱动的软件创建的，我们大幅缩短了发现阶段的时间。”
值得注意的是，常规抗蛇毒血清被认为对蛇咬伤非常有用，并被研究团队认为是必要的。然而，新的AI蛋白质可以补充现有的治疗方案或作为未来可能独立使用的蛋白质测试。AI蛋白质设计方法还可以高效发现其他疾病（如病毒引起的疾病）的药物。这种方法需要的资源少于传统的实验室医学，可以为罕见和常见疾病提供负担得起的治疗。
该研究已发表在《自然》杂志上。
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