摘要：由诺贝尔奖获得者大卫·贝克和蒂莫西·帕特里克·詹金斯领导的一项开创性研究推出了创新的、计算机设计的蛋白质，可以中和致命的蛇毒毒素，为更安全、更有效、更具成本效益的治疗提供了潜力。

诺贝尔奖获得者戴维·贝克的团队设计出了能够有效中和危险蛇毒素的新蛋白质，有望以更安全、更便宜、更有效的解决方案改变世界各地的蛇咬治疗。

由诺贝尔奖获得者大卫·贝克和蒂莫西·帕特里克·詹金斯领导的一项开创性研究推出了创新的、计算机设计的蛋白质，可以中和致命的蛇毒毒素，为更安全、更有效、更具成本效益的治疗提供了潜力。

这种新方法有望显著改善全球数百万毒蛇咬伤患者的治疗效果，特别是在资源匮乏的地区。

今年诺贝尔化学奖得主1 月 15 日在《自然》杂志上发表了一项开创性研究，该研究为蛇咬伤治疗带来了可能改变游戏规则的突破。科学家开发出能够中和致命蛇毒毒素的创新蛋白质，为传统抗蛇毒提供了一种有前途、更安全、更有效的替代品。

据世界卫生组织 (WHO)报告，每年有 180 万至 270 万人被毒蛇咬伤，每年约有 10 万人死亡，造成截肢等永久性残疾的人数是死亡人数的三倍。这些病例大多发生在非洲、亚洲和拉丁美洲，这些地方的医疗基础设施有限，使问题更加严重。

目前，用于治疗蛇咬伤的唯一抗蛇毒血清是从动物血浆中提取的，通常成本高、疗效有限、副作用大。蛇类的毒液也因种类而异，因此世界各地需要定制治疗方法。然而，近年来，科学家对蛇毒素有了更深入的了解，并开发了对抗其影响的新方法。其中一项进展今天发表在《自然》杂志上。

这项新研究揭示了通过计算方法设计的蛋白质可能更安全、更有效地治疗蛇咬伤，旨在大幅减少全球蛇咬伤负担。图片来源：华盛顿大学

由 2024 年诺贝尔化学奖获得者、华盛顿大学医学院的戴维·贝克和丹麦技术大学（DTU）的蒂莫西·帕特里克·詹金斯领导的团队利用深度学习工具设计了新的蛋白质，可以与致命眼镜蛇的毒素结合并中和这些毒素。

这项研究的重点是一类重要的蛇蛋白，即三指毒素，这通常是基于免疫动物的抗蛇毒血清失败的原因。

虽然还不能抵御完整的蛇毒（每种蛇都有不同的毒素，但每种蛇都有不同的复杂混合物），但人工智能生成的分子可以完全保护小鼠免受致命剂量的三指毒素的侵害：存活率为 80-100％，具体取决于确切的剂量、毒素和设计的蛋白质。

这些毒素往往会逃避免疫系统的攻击，导致血浆疗法无效。因此，这项研究表明，人工智能加速的蛋白质设计可用于中和那些难以对抗的有害蛋白质。

“我相信蛋白质设计将有助于发展中国家的人们更容易获得蛇咬伤治疗，”这项研究的主要作者、华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所贝克实验室的研究员 Susana Vazquez Torres 说。

“我们创造的抗毒素很容易通过计算方法发现。它们生产成本低廉，在实验室测试中表现稳定，”贝克说。

科学家们推测，制造出能够粘附并破坏蛇毒素的蛋白质可能比传统疗法具有诸多优势。这种新型抗毒素可以利用微生物制造，从而绕过传统的动物免疫，并有可能大幅降低生产成本。

但DTU 生物工程系副教授 Timothy Patrick Jenkins 解释说，它还有更多的优势：“最显著的成果是它们为小鼠提供了令人印象深刻的神经毒素保护。然而，这些设计蛋白质的另一个好处是它们很小——事实上，它们非常小，我们预计它们能够更好地渗透组织，并可能比目前的抗体更快地中和毒素。而且由于这些蛋白质完全是在计算机上使用人工智能软件创建的，我们大大缩短了发现阶段所花费的时间。”

尽管这些结果令人鼓舞，但研究小组强调，在可预见的未来，传统抗蛇毒血清仍将是治疗蛇咬伤的基石。新的计算机设计的抗毒素最初可以作为补充剂或强化剂，提高现有治疗的有效性，直到独立的下一代疗法获得批准。

据科学家称，这项研究中描述的药物开发方法也可能对目前尚无治疗方法的许多其他疾病有用，包括某些病毒感染。由于蛋白质设计通常比传统的实验室药物发现方法需要更少的资源，因此使用类似的方法也有可能为更常见的疾病生产出新的但成本更低的药物。

“我们不需要进行几轮实验室实验来找到效果良好的抗毒素——现在的设计软件非常好，我们只需要测试几个分子，”贝克说：“除了治疗蛇咬伤外，蛋白质设计还将有助于简化药物发现，特别是在资源有限的环境中。通过降低有效新药的成本和资源需求，我们正在朝着每个人都能得到应有治疗的未来迈出重要一步。”

参考文献：“从头设计的蛋白质中和致命的蛇毒毒素”作者：Susana Vázquez Torres、Melisa Benard Valle、Stephen P. Mackessy、Stefanie K. Menzies、Nicholas R. Casewell、Shirin Ahmadi、Nick J. Burlet、Edin Muratspahić、Isaac Sappington , Max D. Overath, 埃斯佩兰萨·里维拉-德-托雷, Jann Ledergerber, Andreas H. Laustsen、Kim Boddum、Asim K. Bera、Alex Kang、Evans Brackenbrough、Iara A. Cardoso、Edouard P. Crittenden、Rebecca J. Edge、Justin Decarreau、Robert J. Ragotte、Arvind S. Pillai、Mohamad Abedi、汉娜·L·汉 (Hannah L. Han)、史黛西·R·格本 (Stacey R. Gerben)、阿娜丽莎·默里 (Analisa Murray)、丽贝卡·斯科特海姆 (Rebecca Skotheim)、琳达·斯图尔特、兰斯·斯图尔特、托马斯JA Fryer、Timothy P. Jenkins 和 David Baker，2025 年 1 月 15 日，《自然》。DOI：10.1038/s41586-024-08393-x

来源：康嘉年華