科学家正在利用人工智能等新兴工具和技术，从植物和其他天然产物中寻找新药物，推进延续数个世纪的药物发现传统。一种发现于古代墓葬中的致命真菌可能成为有前景的抗癌药物，蛇毒有望转化为救命抗生素，而常见树木的提取物对神经退行性疾病具有治疗潜力——这是费城地区科学家延续天然药物研发传统的三个创新方向。有研究显示，约40%的现代药物源自植物，包括最常用的处方药。过去科学家常通过试错法或偶然发现新药，例如1928年青霉素的发现源于培养皿被霉菌污染，用于多种癌症的紫杉醇则提取自太平洋紫杉树皮。"大自然已为我们创造大量待探索物质"，宾夕法尼亚大学工程学院副教授高雪（音译）指出，如今更好的实验工具和技术创新正在改变这个持续数百年的药物发现模式。
从有毒真菌到抗癌药物
曲霉菌（Aspergillus flavus）通常声名狼藉。这种真菌被误传与图坦卡蒙墓穴的"法老诅咒"有关，但缺乏确凿证据，甚至被认为导致70年代数位进入卡齐米日四世墓穴的科学家死于肺部感染。宾夕法尼亚大学高雪团队却让其形象逆转：实验室将其转化为抗白血病剂。研究人员选择这种环境常见菌种进行研究，培养后提取到一种由七个环状结构融合而成的复杂化合物，这种非线性结构分子具有独特性。实验显示该化合物对白血病细胞具有强效杀伤力，对正常细胞影响极小。其抗癌机制源于分子体积过大无法自由穿透细胞膜，需通过转运蛋白进入。研究团队推测白血病细胞转运蛋白含量更高，通过添加脂肪分子改造后，该化合物疗效已达到FDA认证药物阿糖胞苷和柔红霉素水平，相关成果发表于《自然化学生物学》。下一步将进行动物实验和人体测试，但新药上市可能仍需数年。
蛇毒的药物转化
传统药物研发犹如大海捞针。科学家需要分析土壤、海水样本和植物提取物，这往往需要数十年却难获突破。宾夕法尼亚大学工程与医学院科学家塞萨尔·德拉富恩特指出，人工智能正在改变这个模式。其团队通过训练算法识别药物分子特征，在蛇毒蛋白层面筛选抗菌成分，仅数小时便发现数百候选物质。实验室合成的58种候选物中，53种可有效杀灭耐药菌且不损害人体红细胞，研究成果发表于《自然通讯》。此前该团队还从大地懒、古代企鹅等古生物基因组中发现抗生素候选物，其中尼安德特人基因组发现的"尼安德素"和猛犸象基因组提取的"猛犸素"最具潜力。"我们正在复活这些已灭绝的分子"，德拉富恩特强调，"这些分子特性可能为人类带来福音"。
树木的长寿密码
哈弗福德学院的216英亩植物园拥有5000棵树，生物学教授罗伯特·费尔曼在此开展突破性研究。受树木长寿特性启发（某些树种寿命可达数千年），团队采集校园树木的叶、皮、根和芽提取物，在亨廷顿舞蹈症蠕虫模型和帕金森果蝇模型中测试效果。实验发现红枫与糖枫提取物可显著改善疾病模型的运动障碍和睡眠紊乱，但需进一步确定具体活性成分。"长寿树木可能含有多种活性化合物"，费尔曼指出，目前研究重点在于验证这些提取物是否通过抑制蛋白聚集（神经退行性疾病核心机制）发挥作用，相关成果将为阿尔茨海默病治疗提供新思路。
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