AI設計蛋白有效阻斷蛇毒 毒蛇咬傷治療新利器

dalap

毒蛇咬傷每年約造成10萬人死亡，目前的治療方式仍依賴數百年來的抗蛇毒血清，15日發表於《自然》期刊的研究指出，人工智慧（AI）設計的蛋白能有效阻止眼鏡蛇、蝰蛇等致命蛇毒的毒性影響，開拓全新的治療方向。


抗蛇毒血清，需將毒液經特殊減毒處理後，免疫於馬匹或羊身上，待牠們體內產生有效抗體反應後，再取馬血漿精製而成。這些抗毒血清在安全性及效果上參差不齊，且需由專業醫療人員於醫院施用，限制了其普及性。

人工智慧技術大幅加速了蛋白設計的進步。許多過去需花數月甚至數年才能完成的挑戰，如設計能成功阻擋毒素的新蛋白，如今可在幾秒內實現。加州斯克里普斯研究所（Scripps Research）免疫學家約賈丁（Joseph Jardine）表示：「這項技術進展令人驚艷，從過去認為不可能做到，到現在已能解決實際問題。」

#DrugDesign #AI: scientists devised deep learning methods for designing proteins that can neutralize snake venom toxins from cytotoxin amino acid sequences. The methods could contribute to the development of effective treatments for snakebite envenoming - https://t.co/TGrL1GSBZ5 pic.twitter.com/rfHCAxIqwk

— The Royal Vox Post (@RoyalVoxPost) January 15, 2025
RFdiffusion啟發蛇咬治療新方向
2022年底，華盛頓大學計算生物物理學家貝克（David Baker）的實驗室推出名為「RFdiffusion」的革命性蛋白設計程式，其靈感來自DALL-E等AI圖像生成工具。該工具能設計與目標蛋白結合力極強的小型蛋白，應用範圍包括癌症及自體免疫疾病。

實驗室成員托雷斯（Susana Vázquez Torres）對被忽視的熱帶病特別感興趣，提出利用RFdiffusion改善蛇咬治療的構想。蛇毒由多種蛋白毒素組成，會導致癱瘓及組織損傷。團隊利用RFdiffusion設計出「迷你結合蛋白」（mini-protein binders），能夠辨識眼鏡蛇、曼巴蛇及蝰蛇等蛇類分泌的3種主要毒素類型。