新研究利用人工智能、机器人技术和深度数据集测试应对致命禽流感的药物New research brings power of AI, robotics, deep datasets to test drugs for devastating bird flu | University of Michigan News

环球医讯 / 创新药物来源:news.umich.edu美国 - 英语2026-02-04 07:32:33 - 阅读时长3分钟 - 1485字
密歇根大学药学、化学和医学研究人员启动一项新研究,测试40种最有前景的药物以开发针对高传染性禽流感(H5Nx亚型)的预防策略。自2021年以来,该病毒的流行和传播逐年加剧,已导致美国火鸡和鸡群大规模扑杀、数十亿美元经济损失及食品价格飙升,同时感染多州牛群、杀死全球数千海豹和海狮,并跨越至人类构成严重公共卫生威胁。目前尚无批准用于家禽的抗病毒药物,且病毒快速突变引发药物抗性问题,美国疾病控制与预防中心自2024年已报告数十例人类感染病例及至少两例死亡。美国农业部资助200万美元支持这项为期三年的研究,通过整合人工智能预测模型、机器人自动化平台和病毒突变数据集,旨在加速开发有效治疗方案并应对"同一健康"挑战。
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新研究利用人工智能、机器人技术和深度数据集测试应对致命禽流感的药物

值得关注的研究

密歇根大学药学、化学和医学研究人员将测试40种最有前景的药物,以寻找针对高传染性禽流感(特别是H5Nx亚型)的预防策略。自2021年以来,该病毒的流行和传播逐年加剧,危害动物、人类、生计和经济。

重要性

该病毒已在美国各地扑杀农场饲养的火鸡和鸡群,造成动物被扑杀、供应链中断,导致食品价格(尤其是鸡蛋)大幅上涨,损失达数十亿美元。禽流感还在多个美国州感染牛群,全球范围内杀死数千海豹和海狮,并跨越至人类,随着病毒突变,构成严重的公共卫生威胁。

目前尚无批准或推荐用于治疗感染家禽的抗病毒药物,导致农民无法依靠可靠药物来保护禽类免受病毒侵害。该病毒可快速突变并跨越物种。禽流感是一种常见病毒,但自2021年以来,最受关注的疫情是高致病性毒株,病例数量持续上升。

目前流行毒株对普通公众的风险较低。已有批准用于人类的药物,但药物抗性快速演变,需要新的更有效治疗。美国疾病控制与预防中心(CDC)自2024年以来已报告美国数十例H5Nx病例和至少两人死亡。

上周,科罗拉多州官员在韦尔德县(约37万居民)的鸡场爆发禽流感后宣布进入灾难状态;纽约州和新泽西州等其他州在多只鹅和鸭子死于该病毒后也在监测疫情。密歇根州上周也在渥太华县检测到首例禽流感病例。

资金与时间

美国农业部(USDA)提供的200万美元资助将用于团队整合互补的研究工具和专业知识。该研究于2月2日正式开始,为期三年。

该资助属于美国农业部动植物卫生检验局(APHIS)运行的高致病性禽流感(HPAI)家禽创新大奖赛。该项目投入1亿美元资金,用于支持旨在对抗HPAI、推进预防、治疗、疫苗开发以及理解传播和加强生物安全的研究。受助者包括疫苗制造商、大学、生产者组织和其他研究伙伴。

参与人员

特拉·斯坦(Terra Sztain)是药学院药物化学助理教授。她的研究利用物理学和人工智能进行计算机辅助药物设计和蛋白质工程。她的测试模型可预测抗性、设计能抵抗抗性的药物,并应用计算和实验生物学来领先于潜在毁灭性病毒。

“高致病性禽流感对农业和人类健康构成重大威胁。由于药物抗性快速演变,治疗具有挑战性,”她说。“我们的协作团队正在结合最先进的人工智能和实验,预测并准备应对抗性演变,开发有效的治疗方案。”

蒂姆·塞尔纳克(Tim Cernak)是药学院药物化学副教授,也是文理艺术学院化学副教授。他的实验室研究化学合成、计算机科学和保护的交叉领域,以改善人类和环境健康,使用算法、机器人技术和数据科学来应对人类和濒危物种的健康挑战。他的工作基于“同一健康”(One Health)理念,即人类健康、动物健康和环境健康相互关联。

“禽流感问题的规模庞大,病毒突变的速度迅速,”塞尔纳克说。“我们实验室开发的自动药物发现平台非常适合应对这一问题,利用人工智能、机器人技术和直接生物学方法加快抑制剂优化速度。我很高兴能将我们的努力与特拉和亚当的团队协同,应对这一‘同一健康’挑战。”

亚当·劳林(Adam Lauring)是密歇根大学(University of Michigan)医学院内科医学莉迪亚·德威特讲席教授、微生物学和免疫学教授,也是文理艺术学院生态学和进化生物学教授。他正在开发包含病毒数千种突变体的数据集,以帮助预测病毒在野外的突变方式。

“高致病性禽流感是农业中的严重问题,对家禽和奶牛场产生重大影响,”劳林说。“能成为响应这一呼吁并寻找新解决方案的跨学科团队一员,令人振奋。这种工作之所以可能,是因为密歇根大学校园拥有卓越的研究广度和深度。这也是这所大学的特别之处。”

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