每年，有毒的蛇杀死了100,000多人，并留下30万人，截肢，瘫痪和永久性残疾。受害者通常是撒哈拉以南非洲，南亚和拉丁美洲的农村社区中的农民，牧民和儿童。对他们来说，蛇只是一场医疗危机，这是一场经济灾难。
在一个多世纪以来，治疗没有改变。源自免疫动物的血液的抗蛇毒物是昂贵的，难以制造的，并且通常对最致命的毒素无效。更糟糕的是，他们需要制冷和受过训练的医务人员，这对于许多最需要他们的人来说是无法达到的。
现在，由SusanaVâzquezTorres领导的团队，一名计算生物学家诺贝尔奖获得者大卫·贝克（David Baker）华盛顿大学著名的蛋白质设计实验室使用AI创建了全新的蛋白质，与传统的抗毒液相比，在实验室测试中中和致命的蛇毒毒液。他们的研究，发表在自然，引入了一类新的合成蛋白质，这些蛋白成功保护动物免受致命剂量的蛇毒毒素的影响。
AI如何在毒液上破解代码
一个多世纪以来，抗蛇毒的产生一直依赖动物免疫，需要数千种蛇挤奶和血浆提取物。托雷斯（Torres）和她的团队希望用AI驱动的蛋白质设计取代它，并将多年的工作压缩为几周。
使用Nvidia Ampere架构和L40 GPU，贝克实验室（Baker Lab）使用其深度学习模型，包括Rfdiffusion和Proteinmpnn，在Silico，或计算机模拟中产生数百万个潜在的抗毒素结构。他们没有在实验室中筛选大量此类蛋白质，而是使用AI工具来预测设计师蛋白如何与蛇毒毒素相互作用，并在最有希望的设计上迅速归归巢。
结果非常出色：
- 新设计的蛋白质紧密结合到三指毒素（3ftx），这是静脉毒液中最致命的成分，有效地中和它们的毒性作用。
- 实验室测试证实了它们的高稳定性和中和能力。
- 小鼠研究显示，暴露于致命神经毒素后的存活率为80-100％。
- AI设计的蛋白质很小，耐热且易于制造 - 不需要冷藏。
最被忽视的受害者的生命线
与传统的抗蛇毒抗体不同，每剂量花费数百美元，也可以以低成本大量生产这些AI设计的蛋白质，从而在最需要的情况下可挽救生命的治疗方法。
由于成本和可及性障碍，许多蛇咬伤的受害者可能会提供反蛇毒或延迟寻求护理。在某些情况下，治疗的经济负担会使整个家庭更加深入贫困。有了可访问，负担得起和货架稳定的解毒剂，可以挽救数百万的生命和生计。
超越蛇：AI设计的医学的未来
这项研究不仅仅是蛇。研究人员称，可以使用相同的AI驱动方法来设计针对病毒感染，自身免疫性疾病和其他难以治疗的疾病的精确治疗。
通过用算法精度代替试验药物开发，使用AI设计蛋白质的研究人员正在努力使挽救生命的药物更实惠，更便宜且易于使用。
托雷斯（Torres）和她的合作者包括丹麦技术大学，北科罗拉多大学和利物浦热带医学学校的研究人员 - 现在专注于准备这些毒液中和蛋白质的蛋白质进行临床测试和大规模生产。
如果成功的话，这种AI驱动的进步可以挽救生命，并提升世界各地的家庭和社区。