英国将利用人工智能(AI)应对日益增多的耐药性感染问题。
该项目是弗莱明倡议(Fleming Initiative)与制药公司葛兰素史克(GSK)的合作成果,堪称超级细菌与超级计算机之间的较量。
其目标是加速新型抗生素的研发,并提供应对其他威胁的新方法,包括致命性真菌感染。
抗生素的过度使用促使细菌进化出对感染的抵抗力,这意味着新药研发已成为当务之急。
耐药性感染问题日益严重——这一问题被称为"无声大流行"。
目前认为,超级细菌每年在全球直接导致约100万人死亡,并间接造成数百万人死亡。这些数字预计将持续增长。
该合作项目将在六个研究领域投入4500万英镑。
伦敦帝国理工学院的安德鲁·爱德华兹博士(Dr. Andrew Edwards)表示:"据我所知,这是英国抗生素项目中单笔投资最大的项目。"
他将把人工智能应用于一组棘手的感染——革兰氏阴性菌(Gram-negative bacteria),其中包括大肠杆菌(E. coli)和肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)等知名病原体。
这类细菌拥有一层额外的外膜,用于控制物质进出细菌。革兰氏阴性菌可以阻止抗生素进入,并迅速将穿透细菌防御的抗生素泵出——这使得它们难以治疗。
研究团队将使用具有不同化学结构的分子进行实验,记录哪些物质能够进入并在这些细菌内部停留。
这些数据将被输入人工智能系统,使其学习抗生素在革兰氏阴性菌内部持续存在的条件。
爱德华兹博士告诉BBC:"人们日常使用的这类人工智能是建立在互联网上全部信息的总和之上——它不会凭空产生答案。如果你想取得进展,就必须拥有数据。"
该项目的目标是将原本需要数年的人工研究转化为计算机的简单任务。
一旦破解了化学密码,它将指导科学家如何修改潜在的抗生素,以绕过生物体的防御机制。
爱德华兹博士表示,目前从乌克兰冲突地区传出的病例中,有些感染已无法用任何抗生素治疗。
"这意味着必须截肢。我本可以说这是对未来的一瞥,但它正在当下发生,这是一个相当可怕的念头。"
那么,人工智能能否超越细菌的进化速度?
爱德华兹博士表示:"这是个非常好的问题。我认为,如果我们能获得几种有效的抗生素,我们将重新占据优势,然后我认为我们可以控制住局面。"
弗莱明倡议以亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming)命名,他于1928年发现了青霉素,开启了抗生素时代。
甚至在80年前获得诺贝尔生理学或医学奖时,他就已经警告过耐药性的危险。
弗莱明倡议负责人艾莉森·霍姆斯(Alison Holmes)表示,抗生素是"被挥霍的最大健康资源之一",我们都应该思考自己对抗生素的依赖程度。
她说:"无论是踩到钉子、被昆虫叮咬后出现蜂窝组织炎、剖腹产伤口感染、尿路感染还是性传播感染——我们都依赖抗生素。"
该合作项目还将像天气预报一样使用人工智能,预测超级细菌如何出现和传播。
此外,该项目还将目光投向细菌之外,利用人工智能应对致命性真菌感染的上升趋势,首先从曲霉菌(Aspergillus mould)开始。
其孢子通常无害,但在免疫系统较弱的人群中可能致命。
葛兰素史克首席科学官托尼·伍德(Tony Wood)表示:"我们将开辟新型抗生素发现的新途径,并预测和超越耐药性的发展,从而改变严重感染的治疗和预防方式。"
美国和加拿大的研究人员已经开始使用人工智能筛选药物,甚至从头设计抗生素,以针对淋病等耐药细菌。
英国数据显示,每周检测到近400例新的耐药性感染病例。
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