尽管蛇咬伤造成了(le)严(yan)重后果，但一个多世纪以来，蛇咬伤的治疗方(fang)法一直未变，仍然是从接种了(le)亚致死量蛇毒的马或其他(ta)动物身上采集抗体。这些抗蛇毒血清能挽救生命，但也存在一些严(yan)重缺陷。

其一，它们价格昂(ang)贵且制(zhi)作困难，因为(wei)生产过程需要饲(si)养(yang)大量动物。其二(er)，质量参差不齐，由于依赖不完美的免疫系(xi)统，产生的效果也不稳定，而且抗蛇毒血清对某些毒素的效果往往优(you)于对其他(ta)毒素，因此只能部分中和蛇毒这种复(fu)杂混合物中最小的成分，对某些蛇类咬伤的治疗效果不佳。它们还可能在接受者身上引发过敏反应及其他(ta)不良副作用。而且，由于传统抗蛇毒血清是生物制(zhi)品，对温度非常敏感，储存和运输都需要冷(leng)藏，导致成本(ben)更高，也更难获得。在蛇咬伤尤为(wei)常见的南半球发展中国家的农村地区，这种治疗方(fang)法尤其难以获得。

相比之下，新设计的蛋白质能在更大的温度范围内保持稳定，有望利用酵母等微生物进行大规模生产，引发的副作用可能更少，而且更容易进行微调并保持性(xing)能稳定。贾(jia)丁解释(shi)说：“这些全新设计的小蛋白质具有许多十分有趣的优(you)势，包括热稳定性(xing)、制(zhi)造成本(ben)较低，能以抗体可能无法实现的方(fang)式靶向特定物质。”他(ta)还提出，有朝一日，这类产品也许能通过类似“肾上腺素笔”的装置(zhi)来给药，在最需要的地方(fang)随时可用。

蛇毒由多种不同毒素混合而成。巴斯克斯·托雷斯及其同事将研究工作聚焦于三指毒素(3FTx)，传统抗蛇毒血清往往难以有效对抗这类致命化合物。三指毒素在眼(yan)镜蛇科蛇类的毒液中尤为(wei)显著，该科蛇类包括眼(yan)镜蛇、曼巴蛇和珊瑚蛇。这些毒素(本(ben)身就是蛋白质)会在哺乳动物体内大肆破坏。有些是导致瘫痪的神经毒素，另一些则会破坏细胞、损伤组织。

科学家试图找出能对抗三种典(dian)型目标毒素的解毒蛋白质：一种短链α神经毒素、一种长链α神经毒素，以及一种细胞毒素。这三种典(dian)型毒素都已得到充分研究，所以科学家从一开始(shi)就知道它们的复(fu)杂结构。基于此，他(ta)们能确定要使每种毒素失去活性(xing)所需阻断的关键结合位点。他(ta)们将这些信息输入第(di)一个名为(wei)“罗塞塔折(she)叠扩散”的人(ren)工智(zhi)能工具中，这是一种类似于达尔-E和米德朱尼实验室等推出的图像生成器模型，但它经过专门训练，能根据(ju)设定的标准输出蛋白质结构的模拟图。在这个案(an)例中，设定的标准就是毒素结构以及研究人(ren)员希望阻断的选定结合“热点”。人(ren)工智(zhi)能提供(gong)了(le)数十种中和蛋白质的建议(以蛋白质构型的详(xiang)细图像形(xing)式呈现)，这些蛋白质可能填充那(na)些结合位点，就像为(wei)神秘的锁配制(zhi)钥匙。

为(wei)了(le)更深入了(le)解这些理论上的蛋白质并解析其构成，巴斯克斯·托雷斯、贝克及其他(ta)论文作者采用了(le)第(di)二(er)种生成式人(ren)工智(zhi)能模型——ProteinMPNN。该模型经过训练，能生成可行的氨基酸组合，这些氨基酸可以折(she)叠在一起，复(fu)制(zhi)扩散模型的输出结果。蛋白质折(she)叠过程极为(wei)复(fu)杂，通常仅从氨基酸序列很难预(yu)测，反之，要知道哪种氨基酸序列会形(xing)成何(he)种折(she)叠形(xing)状也颇具挑战。ProteinMPNN加快了(le)这一计算过程。接下来，研究人(ren)员使用了(le)第(di)三种预(yu)测性(xing)人(ren)工智(zhi)能工具“阿尔法折(she)叠2”，独立(li)预(yu)测每一种氨基酸序列实际会如何(he)折(she)叠，以此对前两个模型的工作进行双(shuang)重验证。在每一步(bu)之间，研究人(ren)员凭借自(zi)身专业视角，筛除不理想的结果，将候选范围缩小至最佳选项。

研究人(ren)员将最有潜(qian)力的氨基酸链反向翻译为(wei)DNA序列，然后利用经过改造的细菌大量生产这些蛋白质。他(ta)们在培养(yang)皿中用人(ren)的肌肉和皮肤细胞对最有希望的候选蛋白质进行了(le)一系(xi)列实验，发现这些蛋白质对所有三种重点研究的毒素均(jun)有效。这进一步(bu)缩小了(le)范围，每个类别只剩下一个最有竞争(zheng)力的候选者。科学家在一系(xi)列小鼠实验中对这些候选者逐一进行了(le)测试。

在最初的测试中，他(ta)们的抗细胞毒素候选蛋白质并未减轻与蛇毒中毒相关的皮肤损伤，因此研究人(ren)员停止了(le)对它的测试。但另外两种候选蛋白质被(bei)证明效果要好得多。当与目标毒素直接混合并注射到小鼠体内时，两种抗神经毒素蛋白质都避(bi)免了(le)所有小鼠死亡(如果不添加这些保护(hu)蛋白质，100%的小鼠会死亡)。

为(wei)了(le)模拟治疗蛇咬伤的过程，科学家接着测试了(le)先给小鼠注射一种毒素，之后再注射候选蛋白质的情况。其中一种蛋白质拯救了(le)接受注射的所有小鼠，即使在注射毒素30分钟后给药依然有效。另一种蛋白质在毒素注射15分钟后给药，能使80%的小鼠存活，30分钟后给药，存活率(lu)为(wei)60%。

巴斯克斯·托雷斯说：“看(kan)到这些蛋白质直接在动物身上发挥作用，太令人(ren)震惊了(le)。我(wo)们甚至无需进行任何(he)优(you)化。”她说：“第(di)一次尝试就找到有效的东西(xi)，这太不可思议了(le)。”此外，得益于人(ren)工智(zhi)能的计算助力，这项研究从提出想法到提交发表数据(ju)，仅仅用了(le)大约一年(nian)。“我(wo)觉得这对任何(he)科学论文而言，都是创纪录的速度。”她说，这充分展示了(le)机器学习能在多大程度上加速研究进程。

这些研究成果只是近期抗蛇毒血清研究一系(xi)列新进展(比如贾(jia)丁的合成抗体，以及重新利用的药物)中的最新成果。2017年(nian)，世界卫(wei)生组织将蛇咬伤列为(wei)“被(bei)忽视热带疾(ji)病”并将其作为(wei)重点，呼吁加大投资并提升公共卫(wei)生关注度。此后，相关研究源源不断。贾(jia)丁说：“这为(wei)我(wo)们解决问(wen)题又增加了(le)一种工具。(这些蛋白质)将具有抗体不具备的独特应用，反之亦(yi)然。”

然而，在全新设计的蛋白质获批用于人(ren)体之前，还有很长的路要走。虽然小鼠实验没有显示出任何(he)明显的副作用，但这些蛋白质在人(ren)体内的作用方(fang)式以及它们是否真(zhen)的安全，仍不得而知。巴斯克斯·托雷斯和贾(jia)丁都指出，它们是全新的分子(zi)，需要针对脱靶反应和不良反应进行广(guang)泛的筛选与测试。巴斯克斯·托雷斯说：“我(wo)们需要证明这些分子(zi)是安全的。我(wo)们必须真(zhen)正(zheng)了(le)解它们的作用机制(zhi)。”任何(he)一种经设计的蛋白质抗蛇毒血清要进入市场，都还需要很多很多年(nian)。

即使真(zhen)的进入市场，巴斯克斯·托雷斯及其同事发现的这些蛋白质也还不够。它们只能应对特定蛇毒中的两种特定毒素。巴斯克斯·托雷斯说，可能需要将大约十种精心设计的蛋白质混合在一起，才能中和全部蛇毒。在寻找广(guang)谱或通用抗蛇毒血清的道路上，科学家仍在探(tan)索。

尽管如此，利用微生物按需大量生产自(zi)然界中原本(ben)不存在的全新蛋白质，这一前景让科学家兴奋(fen)不已。而且这种兴奋(fen)并不局(ju)限于抗蛇毒血清领域。有朝一日，全新设计的蛋白质或许能为(wei)各类疾(ji)病带来替代性(xing)疗法。这些氨基酸构成的物质介于生物药(从生物体中制(zhi)造或提取)与阿司匹林这类小分子(zi)化学合成药之间。贾(jia)丁说：“你可以想象，这能解决大量用传统方(fang)法无法解决的问(wen)题。这是一种全新的策略，而我(wo)们才刚刚触及皮毛。”（编译/刘白云）

2016年(nian)5月17日，在泰国曼谷梭瓦帕王后纪念研究所内设的蛇类博物馆(guan)，一名工作人(ren)员为(wei)参观者演示取蛇毒。（新华社）