在肠道中消除有害细菌是一个重要的公共卫生问题。针对炎症性肠病的新特异性抗生素恩特罗洛林的出现，标志着治疗这一疾病的一个有前景的进展。人工智能凭借分析复杂机制的能力，正在重新定义我们在医学中的方法，通过针对这些病原体而不干扰微生物生态系统。在这一创新的核心，理解细菌相互作用变得至关重要，以设计出精准而有效的治疗。
人工智能揭示针对肠道细菌的新抗生素机制
在治疗炎症性肠病时，抗生素呈现出真正的困境。广谱抗生素常常在炎症发作时被处方，它们不仅会破坏有害病原体，还会摧毁有益微生物，从而加重症状。最近，由麻省理工学院（MIT）和麦克马斯特大学进行的研究，揭示了一种新化合物恩特罗洛林，该化合物具有更好的靶向性。
针对细菌的特异性靶向
恩特罗洛林通过抑制与克罗恩病发作相关的一组特定细菌来发挥作用，同时保持微生物组的平衡。研究的推进得益于生成性人工智能模型，使得在几个月内快速绘制出该化合物的作用机制，而不是通常需要的几年时间。
发现抗生素的挑战
开发精准抗生素需要对作用机制有详细的理解。研究的主要作者、麦克马斯特大学的教授乔恩·斯托克斯指出，真正的挑战在于确定分子对细菌的特定影响。没有这种理解，将抗生素候选者转化为安全的治疗变得困难。
小鼠模型中的可喜结果
在克罗恩病小鼠模型上的测试显示出令人鼓舞的结果。恩特罗洛林专注于大肠杆菌，一种有害的肠道细菌，同时保持了微生物组中大多数其他生物的完整性。接受恩特罗洛林治疗的啮齿动物表现出比接受传统抗生素万古霉素的啮齿动物更快的恢复和更健康的微生物组。
DiffDock 技术用于靶点识别
恩特罗洛林的发现部分依赖于DiffDock，这是麻省理工学院研究人员开发的一种人工智能模型。该技术预测小分子如何结合到蛋白质的结合口袋中，这是结构生物学中的一个棘手问题。
通过实验室实验进行验证
研究人员通过在实验室进行实验确认了DiffDock的预测。在开发对恩特罗洛林具有抗药性的E. coli突变体时，他们发现遗传修改精确对应于人工智能所识别的预测区域。额外的研究，比如RNA测序，揭示了与脂蛋白运输相关的途径的扰动。
人工智能在抗生素发现中的未来影响
这些工作展示了人工智能在生命科学中应用的发展，为推动药物候选者提供了重要的机制解释。斯托克斯强调了这一过程的加速，这在传统方法中很少出现，从而显著减少了开发时间和成本。
恩特罗洛林仍处于早期阶段，但斯托克斯的衍生公司Stoked Bio正在丰富人用的使用前景。对其衍生物的初步研究也在朝着其他致病菌株方向发展。临床试验可能在几年内开始。
社会和科学影响
寻找窄谱抗生素可能会提供不损害微生物组的治疗。使用如DiffDock等人工智能工具可能会彻底改变新抗微生物的研究。像恩特罗洛林这样的靶向抗生素可能会显著改善患有炎症性疾病患者的生活质量，并有助于应对日益严重的抗微生物耐药性。
例如，蒙特利尔大学的伊夫·布伦强调，人工智能正在成为这一抵御耐药细菌斗争中的重要工具。人工智能和实验方法的强大结合增强了开发有效治疗的努力，从而在这一领域标志着前所未有的进展。
常见问题解答
恩特罗洛林是什么，它是如何工作的？
恩特罗洛林是一种新的化合物，专门针对与克罗恩病发作相关的某些细菌，同时保持肠道微生物群。这种化合物通过结合一种在某些细菌中至关重要的脂蛋白运输复合体来发挥作用。
为什么广谱抗生素会加重患有炎症性肠病患者的症状？
广谱抗生素不仅消除了有害细菌，还会消灭微生物组中的有益菌，这可能导致症状恶化。
人工智能是如何被用于发现恩特罗洛林的？
研究人员使用一种名为DiffDock的人工智能模型，预测恩特罗洛林如何结合到特定的蛋白质上，从而缩短了确定其作用机制所需的时间。
恩特罗洛林对患者生活质量的潜在影响是什么？
如果恩特罗洛林被证明是有效的，它可以减轻炎症性肠病的症状，同时不损害微生物组，从而改善患者的生活质量。
恩特罗洛林如何与传统抗生素如万古霉素相比较？
在小鼠模型中，恩特罗洛林使得恢复速度更快，微生物组的保护更好，与万古霉素相比，突显了其作为靶向抗生素的潜力。
研究人员在开发新抗生素时面临怎样的挑战？
挑战包括理解分子作用机制以及与开发过程相关的时间和成本，往往受到细菌耐药性的加剧。
临床试验可能何时开始进行恩特罗洛林的研究？
临床试验可能会在几年内开始，随着研究人员正在优化恩特罗洛林的特性以供人类潜在使用。
在药物发现中使用人工智能可能会引发哪些更广泛的影响？
人工智能的使用可以加快新药作用机制识别的进程，从而使得靶向疗法的开发更加快速且成本更低。
