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以色列研究人員藉由人工智慧對抗腸道疾病

以色列特拉維夫大學日前對外表示該校研究團隊正致力於利用人工智慧辨識出能讓細菌成功感染腸道的蛋白質;這樣結合人工智慧的新方法可望為智慧藥物開闢嶄新的道路,加快對抗此類代白質並防止疾病產生之新藥的研發。該校Tal Pupko教授指出現有對抗病原菌的方式是使用抗生素,但抗生素其實並不是針對病原菌的精準步槍,而是整體消滅大量菌群的大砲。此外過度使用抗生素會導致抗藥性菌種的產生,全世界都正面臨這樣的問題且日趨嚴峻。

 

許多腸道疾病是由細菌引起的,這些細菌附著於腸道並藉由第三型分泌系統將被稱為效應蛋白的分子注入腸道細胞,進而攻陷細胞的免疫系統並讓細菌在腸道移生。由於科學家迄今無法對這些可解除細胞抵禦機制的蛋白質組合進行成功定序,因此本次結合人工智慧的新方式及其研究成效別具意義。

 

暸解腸道疾病的分子基礎,是開發比抗生素更精準之藥物的必要步驟,使新藥可以消滅病原菌但不傷害到其他的腸道菌群。Pupko教授表示研究團隊本次在攻擊嚙齒動物腸道之細菌的效應蛋白上的發現僅是個開端,他們已著手研究其他細菌的效應蛋白,好進一步理解這些效應蛋白是如何在目標細胞中作用並進行攻擊。

 

參與研究的該校博士生Naama Wagner補充指出該研究尚未對人類腸道病原菌做直接研究,而是先以會在小鼠腸道內引起感染的鼠類檸檬酸桿菌(Citrobacter rodentium)來訓練人工智慧模型對於效應蛋白組合和感染結果的預測。人工智慧模型結合大量細菌基因體的定序訊息,使得此類預測成為可能。同樣的模型也能預測其他類型病原菌的效應蛋白,包括那些可對重要經濟作物造成傷害的病原菌種。

 

特拉維夫大學的國際合作夥伴英國倫敦帝國學院,已對這個結合人工智慧預測結果的新方式進行了實驗測試和驗證,證明人工智慧對於特定效應蛋白組合會造成腸道疾病的預測是準確的,模型預測出的效應蛋白的確就是病原菌用來摧毀免疫反應,進而讓病原在腸道移生的武器。


參考資料:

https://www.jpost.com/health-science/israeli-researchers-use-ai-to-fight-intestinal-diseases-666151

更新日期 : 2021/06/09