尽管蛇咬伤造成了严重后果，但一个多(duo)世纪以来，蛇咬伤的治疗方(fang)法一直未变，仍然是从接种了亚致死(si)量(liang)蛇毒的马(ma)或其他动(dong)物身上采集(ji)抗(kang)体。这些抗(kang)蛇毒血清能挽救(jiu)生命，但也存在一些严重缺陷。

其一，它们价格昂贵且制作困难(nan)，因为生产过程需要饲养大量(liang)动(dong)物。其二(er)，质量(liang)参差(cha)不齐，由(you)于依赖不完美(mei)的免疫系统，产生的效果也不稳定，而且抗(kang)蛇毒血清对某些毒素的效果往往优于对其他毒素，因此只能部分中和蛇毒这种复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(shou)者身上引发过敏反应及其他不良副作用。而且，由(you)于传统抗(kang)蛇毒血清是生物制品，对温度非(fei)常敏感，储存和运输都需要冷藏，导致成本(ben)更高，也更难(nan)获(huo)得。在蛇咬伤尤为常见的南半球发展中国家的农村地(di)区，这种治疗方(fang)法尤其难(nan)以获(huo)得。

相比之下，新设计的蛋白质能在更大的温度范围(wei)内保持稳定，有望利用酵(jiao)母等微生物进行大规(gui)模(mo)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能稳定。贾丁解释说：“这些全(quan)新设计的小蛋白质具(ju)有许多(duo)十分有趣的优势，包括热(re)稳定性、制造成本(ben)较低，能以抗(kang)体可能无法实现的方(fang)式靶向(xiang)特定物质。”他还提出，有朝一日，这类产品也许能通过类似(si)“肾上腺素笔”的装置(zhi)来给(gei)药，在最需要的地(di)方(fang)随(sui)时可用。

蛇毒由(you)多(duo)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(kang)蛇毒血清往往难(nan)以有效对抗(kang)这类致命化合物。三指毒素在眼镜蛇科蛇类的毒液中尤为显著(zhu)，该科蛇类包括眼镜蛇、曼巴蛇和珊瑚(hu)蛇。这些毒素(本(ben)身就是蛋白质)会在哺乳动(dong)物体内大肆破坏(huai)。有些是导致瘫痪的神经毒素，另一些则会破坏(huai)细胞、损伤组织。

科学家试图找出能对抗(kang)三种典型目(mu)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。这三种典型毒素都已得到充分研究，所(suo)以科学家从一开(kai)始就知道(dao)它们的复杂结(jie)构。基于此，他们能确定要使每(mei)种毒素失(shi)去活性所(suo)需阻断的关键结(jie)合位点。他们将这些信息输入第一个名为“罗塞(sai)塔折叠扩(kuo)散(san)”的人工智能工具(ju)中，这是一种类似(si)于达(da)尔(er)-E和米德(de)朱尼实验室等推出的图像生成器模(mo)型，但它经过专门训(xun)练，能根据设定的标准输出蛋白质结(jie)构的模(mo)拟图。在这个案例(li)中，设定的标准就是毒素结(jie)构以及研究人员希望阻断的选定结(jie)合“热(re)点”。人工智能提供了数十种中和蛋白质的建议(yi)(以蛋白质构型的详细图像形式呈现)，这些蛋白质可能填充那(na)些结(jie)合位点，就像为神秘的锁配制钥匙。

为了更深(shen)入了解这些理论上的蛋白质并解析其构成，巴斯克斯·托雷斯、贝克及其他论文作者采用了第二(er)种生成式人工智能模(mo)型——ProteinMPNN。该模(mo)型经过训(xun)练，能生成可行的氨基酸组合，这些氨基酸可以折叠在一起，复制扩(kuo)散(san)模(mo)型的输出结(jie)果。蛋白质折叠过程极(ji)为复杂，通常仅从氨基酸序列很难(nan)预测，反之，要知道(dao)哪(na)种氨基酸序列会形成何种折叠形状也颇具(ju)挑战(zhan)。ProteinMPNN加快了这一计算过程。接下来，研究人员使用了第三种预测性人工智能工具(ju)“阿尔(er)法折叠2”，独立预测每(mei)一种氨基酸序列实际会如何折叠，以此对前两个模(mo)型的工作进行双重验证。在每(mei)一步之间，研究人员凭借自身专业(ye)视角(jiao)，筛(shai)除不理想的结(jie)果，将候选范围(wei)缩(suo)小至最佳选项。

研究人员将最有潜力的氨基酸链反向(xiang)翻(fan)译为DNA序列，然后利用经过改造的细菌大量(liang)生产这些蛋白质。他们在培养皿(min)中用人的肌(ji)肉和皮肤细胞对最有希望的候选蛋白质进行了一系列实验，发现这些蛋白质对所(suo)有三种重点研究的毒素均有效。这进一步缩(suo)小了范围(wei)，每(mei)个类别只剩下一个最有竞争力的候选者。科学家在一系列小鼠实验中对这些候选者逐一进行了测试。

在最初的测试中，他们的抗(kang)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，因此研究人员停止了对它的测试。但另外两种候选蛋白质被证明效果要好得多(duo)。当与目(mu)标毒素直接混合并注射到小鼠体内时，两种抗(kang)神经毒素蛋白质都避免了所(suo)有小鼠死(si)亡(如果不添加这些保护蛋白质，100%的小鼠会死(si)亡)。

为了模(mo)拟治疗蛇咬伤的过程，科学家接着测试了先给(gei)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(jiu)了接受(shou)注射的所(suo)有小鼠，即使在注射毒素30分钟后给(gei)药依然有效。另一种蛋白质在毒素注射15分钟后给(gei)药，能使80%的小鼠存活，30分钟后给(gei)药，存活率为60%。

巴斯克斯·托雷斯说：“看到这些蛋白质直接在动(dong)物身上发挥作用，太令人震惊了。我们甚至无需进行任何优化。”她说：“第一次尝试就找到有效的东西，这太不可思议(yi)了。”此外，得益(yi)于人工智能的计算助力，这项研究从提出想法到提交发表数据，仅仅用了大约一年(nian)。“我觉得这对任何科学论文而言，都是创(chuang)纪录的速度。”她说，这充分展示了机器学习能在多(duo)大程度上加速研究进程。

这些研究成果只是近期抗(kang)蛇毒血清研究一系列新进展(比如贾丁的合成抗(kang)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“被忽(hu)视热(re)带疾病(bing)”并将其作为重点，呼吁加大投资并提升公共卫(wei)生关注度。此后，相关研究源(yuan)源(yuan)不断。贾丁说：“这为我们解决问题又增加了一种工具(ju)。(这些蛋白质)将具(ju)有抗(kang)体不具(ju)备(bei)的独特应用，反之亦然。”

然而，在全(quan)新设计的蛋白质获(huo)批用于人体之前，还有很长的路要走。虽然小鼠实验没有显示出任何明显的副作用，但这些蛋白质在人体内的作用方(fang)式以及它们是否真的安全(quan)，仍不得而知。巴斯克斯·托雷斯和贾丁都指出，它们是全(quan)新的分子，需要针对脱靶反应和不良反应进行广泛的筛(shai)选与测试。巴斯克斯·托雷斯说：“我们需要证明这些分子是安全(quan)的。我们必须真正(zheng)了解它们的作用机制。”任何一种经设计的蛋白质抗(kang)蛇毒血清要进入市场，都还需要很多(duo)很多(duo)年(nian)。

即使真的进入市场，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(quan)部蛇毒。在寻找广谱或通用抗(kang)蛇毒血清的道(dao)路上，科学家仍在探索。

尽管如此，利用微生物按需大量(liang)生产自然界中原(yuan)本(ben)不存在的全(quan)新蛋白质，这一前景让科学家兴(xing)奋(fen)不已。而且这种兴(xing)奋(fen)并不局限于抗(kang)蛇毒血清领(ling)域。有朝一日，全(quan)新设计的蛋白质或许能为各类疾病(bing)带来替代性疗法。这些氨基酸构成的物质介于生物药(从生物体中制造或提取)与阿司匹林这类小分子化学合成药之间。贾丁说：“你可以想象，这能解决大量(liang)用传统方(fang)法无法解决的问题。这是一种全(quan)新的策(ce)略，而我们才刚刚触及皮毛。”（编译/刘白云）

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