諾貝爾獎得主戴維-貝克和蒂莫西-帕特里克-詹金斯領導的一項突破性研究介紹了透過計算設計的創新蛋白質，這種蛋白質可以中和致命的蛇毒毒素，為更安全、更有效和更具成本效益的治療方法提供了可能。新方法可望顯著改善全球數百萬毒蛇咬傷患者的治療效果，尤其是在資源不足的地區。

今年的諾貝爾化學獎得主今天（1月15日）在《自然》雜誌上發表了一項突破性研究，介紹了一種可能改變蛇咬傷治療的方法。 科學家們開發了能夠中和致命蛇毒毒素的創新蛋白質，為傳統抗蛇毒血清提供了一種前景廣闊、更安全、更有效的替代品。

根據世界衛生組織（WHO）報告，每年有180萬至270萬人被毒蛇咬傷，每年約有10萬人因此而死亡，三倍於此人數的人因此而終身殘疾，如截肢。 這些病例大多發生在非洲、亞洲和拉丁美洲，這些地區有限的醫療基礎設施使問題更加嚴重。

目前，用於治療蛇咬傷患者的唯一抗蛇毒血清來自動物血漿，往往成本高昂、療效有限，且有不良副作用。 不同蛇種的毒液也大相逕庭，因此需要在世界不同地區客製化治療方法。 不過，近年來科學家們對蛇毒有了更深入的了解，並開發了對抗蛇毒影響的新方法。 今天，《自然》雜誌發表了其中一項研究成果。

這項新研究揭示了透過計算方法設計蛋白質來更安全、更有效地治療蛇咬傷的潛力，旨在大幅減輕全球蛇咬傷負擔。 資料來源：華盛頓大學

開發出革命性的抗蛇毒血清

2024 年諾貝爾化學獎得主、來自華盛頓大學醫學院的戴維-貝克（David Baker）和來自丹麥科技大學（DTU）的蒂莫西-帕特里克-詹金斯（Timothy Patrick Jenkins）領導的研究小組利用深度學習工具設計出了能與致命眼鏡蛇毒素結合併中和毒素的新蛋白質。

這項研究的重點是一類名為三指毒素的重要蛇類蛋白質，這種毒素往往是基於免疫動物的抗蛇毒血清失效的原因。

人工智慧生成的分子雖然還不能完全抵抗蛇毒–蛇毒是一種複雜的混合物，由每種蛇特有的不同毒素組成–但卻能完全抵禦小鼠體內致命劑量的三指毒素：80%- 100%的存活率，取決於確切的劑量、毒素和設計的蛋白質。

這些毒素往往會避開免疫系統，進而使血漿衍生療法失效。 因此，這項研究表明，人工智慧加速的蛋白質設計可以用來中和那些難以對付的有害蛋白質。

這項研究的第一作者、華大醫學中心蛋白質設計研究所貝克實驗室的研究員蘇珊娜-巴斯克斯-托雷斯（Susana Vazquez Torres）說：”我相信，蛋白質設計將有助於讓發展中國家的人們更容易獲得蛇咬傷治療。

“我們創造的抗毒素只需使用計算方法就很容易發現。” 貝克說：”它們的生產成本也很低，而且在實驗室測試中表現強勁。”

科學家推斷，與傳統治療方法相比，創造出能黏附蛇毒素並使其失效的蛋白質能帶來多種優勢。 新的抗毒素可以利用微生物製造，從而避免了傳統的動物免疫，並有可能降低生產成本。

但DTU生物工程副教授蒂莫西-帕特里克-詹金斯（Timothy Patrick Jenkins）解釋說，這種技術還有更多優勢：

“最引人注目的結果是它們為小鼠提供了令人印象深刻的神經毒素保護。 然而，這些設計的蛋白質還有一個額外的好處，那就是它們很小，事實上小到我們希望它們能比目前的抗體更好地穿透組織，更快地中和毒素。

未來前景和更廣泛的應用

儘管這些結果令人鼓舞，但研究小組強調，在可預見的未來，傳統抗蛇毒血清仍將是治療蛇咬傷的基石。 在獨立的下一代療法獲得批准之前，電腦設計的新型抗毒素最初可能會成為提高現有治療效果的補充劑或強化劑。

據科學家稱，這項研究中描述的藥物開發方法也可用於目前缺乏治療手段的許多其他疾病，包括某些病毒感染。 由於蛋白質設計通常比傳統的實驗室藥物發現方法需要更少的資源，因此也有可能利用類似的方法為更常見的疾病開發出成本更低的新藥。

貝克說：”我們不需要進行幾輪實驗室實驗就能找到性能良好的抗毒素–現在的設計軟體非常好，我們只需要測試幾個分子。除了治療蛇咬，蛋白質設計還有助於簡化藥物發現，尤其是在資源有限的環境中。 透過降低強效新藥的成本和資源需求，我們正朝著人人都能獲得應有治療的未來邁出重要的一步。

編譯自/ scitechdaily