每年，毒蛇咬伤导致超过10万人死亡，并使30多万人遭受严重伤害——截肢、瘫痪和永久性残疾。受害者通常是撒哈拉以南非洲、南亚和拉丁美洲农村社区的农民、牧民和儿童。对于他们来说，蛇咬伤不仅是医疗危机，更是经济灾难。
治疗方式在过去一个多世纪里几乎没有变化。抗蛇毒血清——从免疫动物的血液中提取——昂贵、难以制造，且对最致命的毒素往往无效。更糟糕的是，它们需要冷藏和专业医护人员，使得许多最需要的人无法获得这些治疗。
现在，由苏珊娜·瓦兹奎兹·托雷斯（Susana Vázquez Torres）领导的团队，她在诺贝尔奖得主大卫·贝克（David Baker）著名的蛋白质设计实验室工作，利用AI创建了全新的蛋白质，在实验室测试中成功中和了致命蛇毒——比传统抗蛇毒血清更快、更便宜、更有效。他们的研究发表在《自然》杂志上，介绍了一类新的合成蛋白质，这些蛋白质成功保护了动物免受致命剂量的蛇毒毒素侵害。
AI 如何破解蛇毒难题
一个多世纪以来，抗蛇毒血清的生产依赖于动物免疫，需要数千次的蛇毒提取和血浆分离。托雷斯及其团队希望用AI驱动的蛋白质设计取代这一过程，将多年的工作压缩到几周内完成。
借助NVIDIA Ampere架构和L40 GPU，贝克实验室使用其深度学习模型（包括RFdiffusion和ProteinMPNN），生成了数百万种潜在的抗毒素结构“in silico”，即通过计算机模拟。他们没有在实验室中筛选大量蛋白质，而是使用AI工具预测设计的蛋白质如何与蛇毒毒素相互作用，迅速锁定最有前景的设计。
结果令人惊叹：
- 新设计的蛋白质紧密结合三指毒素（3FTx），这是眼镜蛇毒中最致命的成分，有效中和其毒性。
- 实验室测试确认了其高稳定性和中和能力。
- 小鼠实验显示，在暴露于致命神经毒素后，存活率为80%-100%。
- 这些AI设计的蛋白质体积小、耐热、易于制造，无需冷藏。
拯救最被忽视的受害者
与每剂需数百美元的传统抗蛇毒血清不同，这些AI设计的蛋白质可能可以低成本大规模生产，使救命治疗能够在最需要的地方普及。
许多蛇咬伤受害者因费用高昂或无法及时获得治疗而延误就医。在某些情况下，治疗的经济负担甚至会使整个家庭陷入更深的贫困。有了这种可及、负担得起且稳定的解毒剂，数百万人的生命和生计可以得到拯救。
超越蛇咬伤：AI 设计药物的未来
这项研究不仅关乎蛇咬伤。研究人员表示，同样的AI驱动方法可用于设计针对病毒感染、自身免疫疾病和其他难治性疾病的精准治疗。
通过用算法精度替代试错药物开发，使用AI设计蛋白质的研究人员致力于使救命药物在全球范围内更加实惠和可及。
托雷斯及其合作者——包括来自丹麦技术大学、北科罗拉多大学和利物浦热带医学学院的研究人员——现在正专注于准备这些中和蛇毒的蛋白质进行临床测试和大规模生产。
如果成功，这项AI驱动的进展不仅可以挽救生命，还可以提升世界各地的家庭和社区。
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