塔夫茨大学的科学家开发出一种人工智能工具,首次清晰展示了结核病药物如何杀灭细菌。这项突破可能加速开发更短程、更有效的结核病治疗方案。
结核病是全球致死率最高的传染病之一,标准疗法需多种药物联合治疗至少六个月,但五分之一患者面临耐药性问题。最新发表于《细胞系统》的研究展示了DECIPHAER技术,通过人工智能辅助揭示药物杀灭结核杆菌的分子机制。
攻克耐药性的全球挑战
"我们需要更优的多药方案:3-5种能对抗耐药菌株的新药",研究通讯作者、塔夫茨大学医学院分子生物学与微生物学教授布里·奥尔德里奇指出。研究进展缓慢的关键原因在于缺乏观察药物作用机制的工具,"就像通过犯罪现场重建斗殴过程——能看到结果但不知具体经过"。
DECIPHAER技术突破
这项命名为DECIPHAER(通过自编码器解码药理跨模态信息)的系统,结合高分辨率图像与基因转录数据。其创新之处在于将形态学特征(如细胞壁破裂等"死亡痕迹")与转录谱(基因开关状态)进行关联分析。
研究人员利用AI模型训练后,仅凭图像就能预测分子作用机制。奥尔德里奇教授举例道:"某临床药物原认为破坏细胞壁,实则通过干扰呼吸链阻断能量生成杀灭细菌"。
加速药物研发的新范式
该技术显著降低了RNA测序的成本,使不同菌株和药物组合的研究效率提升。奥尔德里奇团队计划用于自身药物组合研究,并期待全球合作推广。虽然目前聚焦结核病,但该方法未来可能拓展至其他传染病甚至癌症治疗领域。
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