每年，毒蛇咬伤导致超过10万人死亡，另有30万人遭受严重伤害——截肢、瘫痪和永久性残疾。受害者通常是撒哈拉以南非洲、南亚和拉丁美洲农村社区的农民、牧民和儿童。对他们来说，蛇咬伤不仅是医疗危机，也是经济灾难。
一个多世纪以来，抗蛇毒血清的治疗方法几乎没有改变。这些血清从免疫动物的血液中提取，价格昂贵、制造困难，且往往对最致命的毒素无效。此外，它们需要冷藏和专业医护人员的操作，使得许多最需要的人无法获得。
现在，由华盛顿大学（University of Washington）诺贝尔奖得主David Baker蛋白质设计实验室的计算生物学家Susana Vázquez Torres领导的团队，利用AI创造了全新的蛋白质，在实验室测试中成功中和了致命蛇毒，速度更快、成本更低且效果更好。
他们的研究发表在《自然》杂志上，介绍了一类新的合成蛋白质，成功保护动物免受致命剂量的蛇毒毒素侵害。一个多世纪以来，抗蛇毒血清的生产依赖于动物免疫，需要数千次的蛇毒提取和血浆分离。Torres及其团队希望用AI驱动的蛋白质设计取代这一过程，将多年的工作压缩到几周内完成。
借助Nvidia Ampere架构和L40 GPU，Baker实验室使用其深度学习模型（包括RFdiffusion和ProteinMPNN），在计算机模拟中生成了数百万种潜在的抗毒素结构。研究人员没有在实验室中筛选大量蛋白质，而是使用AI工具预测设计蛋白与蛇毒毒素的相互作用，迅速锁定最有前途的设计。
结果令人瞩目：
与每剂需数百美元的传统抗蛇毒血清相比，这些AI设计的蛋白质可能可以大规模低成本生产，使救命治疗更广泛可及。许多蛇咬伤受害者因费用高昂或难以获得而无法负担抗蛇毒血清或延迟就医。在某些情况下，治疗的经济负担甚至会将整个家庭推向更深的贫困。有了这种可及、廉价且稳定的解毒剂，数百万生命和生计有望得到拯救。
Susana Vázquez Torres进行药物研发研究。图片来源：Ian C. Haydon，华盛顿大学医学部蛋白质设计研究所
这项研究不仅限于蛇咬伤。研究人员表示，同样的AI驱动方法还可以用于设计针对病毒感染、自身免疫疾病和其他难治性疾病的精确治疗方案。通过用算法精度替代试错式药物开发，研究人员正在努力使救命药物在全球范围内更加便宜和普及。
Torres及其合作者——包括来自丹麦技术大学、北科罗拉多大学和利物浦热带医学院的研究人员——现在正专注于准备这些抗蛇毒蛋白质的临床测试和大规模生产。
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