当抗生素失效时：科学家正在使用人工智能瞄准“潜伏”细菌

自20世纪70年代以来，现代抗生素的发现一直处于停滞期。现在，世界卫生组织宣布抗菌药物耐药性危机为全球十大公共卫生威胁之一

当反复治疗感染时，临床医生会面临细菌对抗生素产生耐药性的风险。但为什么在适当的抗生素治疗后感染会复发呢？一种有充分证据证明的可能性是，这种细菌正在变得代谢惰性，逃脱了只对代谢活动有反应的传统抗生素的检测。当危险过去后，细菌会复活，感染再次出现

前麻省理工学院武田研究员Jackie Valeri（位于麻省理工大学Abdul-Latif Jameel健康机器学习诊所）最近在柯林斯实验室获得了生物工程博士学位，她说：“随着时间的推移，耐药性越来越多，反复感染是由于这种休眠。”Valeri是最近发表在《细胞化学生物学》上的一篇论文的第一作者，该论文展示了机器学习如何帮助筛选对休眠细菌致命的化合物；近年来，人们在太平洋海底发现了可追溯到1亿年前的古老菌株，这些菌株在节能状态下存活

麻省理工学院Jameel诊所生命科学系主任James J.Collins是麻省理工大学医学工程与科学研究所和生物工程系的Termeer医学工程和科学教授，他最近因使用人工智能发现一类新的抗生素而登上新闻头条，这是该组织使用人工智能大幅扩大现有抗生素的更大使命的一部分

根据《柳叶刀》发表的一篇论文，2019年，如果感染对药物敏感，127万人的死亡本可以避免，研究人员面临的众多挑战之一是找到能够靶向代谢休眠细菌的抗生素。

在这种情况下，柯林斯实验室的研究人员利用人工智能加快了在已知药物化合物中寻找抗生素特性的过程。由于有数百万个分子，这一过程可能需要数年时间，但由于人工智能能够进行高通量筛选，研究人员能够在周末识别出一种名为semapimod的化合物

Semapimod是一种通常用于克罗恩病的抗炎药，研究人员发现它对固定相大肠杆菌和鲍曼不动杆菌也有效

另一个发现是semapimod能够破坏所谓的“革兰氏阴性”细菌的膜，这些细菌因其较厚、较难穿透的外膜而对抗生素具有较高的内在耐药性

Valeri解释道：“我们了解sema机制的方法之一是它的结构非常大，它让我们想起了其他针对外膜的东西。”。“当你开始处理很多小分子时……在我们看来，这是一种非常独特的结构。”

通过破坏外膜的一个成分，semapimod使革兰氏阴性菌对通常只对革兰氏阳性菌有活性的药物敏感。

Valeri回忆起2013年发表在《趋势生物技术》上的一篇论文中的一句话：“对于革兰氏阳性感染，我们需要更好的药物，但对于革兰氏阴性感染，我们还需要任何药物。”