借助 ChatGPT 加速抗生素发现
César de la Fuente 博士及其团队正在运用新工具对抗抗微生物药物耐药性。

“想到我们所知如此有限、还有如此多的事物等待发现,实在令人惊叹。我努力把这一点传达给年轻人,让他们明白未来属于他们。我们对这个世界几乎一无所知——这恰恰令人振奋,因为科学可以在这里发挥作用。”—博士César de la Fuente
“ChatGPT 等工具正在帮助我们加速科学发现。对于我这样的科学家来说,它确实是一片可以尽情探索的天地。”
日益严峻的问题
现代医学离不开有效的抗生素,它们帮助我们从常见疾病、手术和分娩等情况中康复。然而,一个日益严峻的问题是:抗生素所对抗的细菌生命力十分顽强,而我们越频繁地使用抗生素,耐药菌株就越有机会占据主导地位。这就是抗微生物药物耐药性(AMR)。全球每年约有 500 万例死亡与细菌的抗微生物药物耐药性有关,预计到 2050 年,这一数字将翻一番。
新型抗生素对于对抗 AMR 至关重要,但传统方法需要科学家走进大自然,从土壤、植物和其他有机物中寻找活性分子,不仅耗时,而且往往需要反复试错。ChatGPT 和 Codex 等工具让 César de la Fuente 博士及其团队能够采用一种更为创新、更快速的方法,寻找对抗 AMR 的新分子。“我们的一切工作都以数字化速度推进,”他说。
“很多时候,我喝杯咖啡的工夫,团队就已经发现了大量可能成为下一代抗生素的新分子。”

“我们的实验室承接高风险项目,但一旦成功,成果会令人惊叹。”
—Marcelo Der Torossian Torres

“Codex 是一位出色的副驾驶。每当我想实现某项功能时,Codex 转眼就能把它写出来。它帮我节省了时间,让我可以去做其他事情。”
—Erik Hartman

“作为一名实验科学家,开发算法对我来说是巨大的一步。我可以使用 Codex 编写脚本,确保每次实验的数据都能以相同方式绘制成图。”
—Angela Cesaro
将生物学视为代码
de la Fuente 实验室取得的一项重大突破,是将这个问题视为信息问题:作为生命基石的 DNA,其实就是代码。ChatGPT 等工具帮助他们构思算法,快速梳理定义我们世界的复杂系统,从而在数小时而非数年内找到新的候选抗生素。
“现在,我们只需几小时就能发现新的抗生素分子,而不再需要五六年。”

“有了 Codex,即使从未编过程、不了解计算机科学语言的人,现在也能编程了。”
—博士César de la Fuente

Angela 在湿实验室中制备用于测试的分子。
ChatGPT 已成为 de la Fuente 实验室工作流程中不可或缺的一环。“它已经成为实验室共享的大脑。它了解团队不同成员思考科学问题的方式,因为我们把许多想法都倾注其中,”de la Fuente 博士说。“它确实捕捉到了我们的思维方式:我们的创意、巧思,以及我们作为人类所带来的一切。”
Codex 打破了团队成员之间的壁垒;团队中既有传统科学家,也有计算生物学家和机器学习工程师。“五年前,有些人除了分析数据,绝不会碰计算机;如今,他们已经能够从事计算生物学研究。他们能够编写算法,从数据中识别模式,或以过去无法实现的方式将结果可视化。”

“我们的实验室成员背景非常多元:有化学家、生物学家和计算机科学家。我们汇聚了众多人才,大家各自在不同领域开展工作。”
—Jianing Bai

de la Fuente 实验室大规模检索的分子结构可视化图。

“AI 可以融会不同学科的知识,帮助我们提出更好的问题,并开发更有效的方法来解决真正棘手的难题。”
—Tianang Leng

“如果我们不努力解决重大难题,我就是没有尽到自己的职责。”
抗生素的未来
人类创造力与机器智能的结合,正在为医学开辟一条令人振奋的前进道路。“就在几年前,我还很悲观,认为我们无力跟上 AMR 与人类研发新分子能力之间的军备竞赛,”他说。“但现在,我们最近借助 ChatGPT 等工具开发的一些系统,给了我远超预期的希望。”对 de la Fuente 博士而言,他所做的一切都服务于一个明确的目标:减轻痛苦,挽救生命。“我一生都在等待能让我们实现今日成果的工具。”

“我们已经看到,自己发现的许多分子确实能够杀灭当代病原体。”
—博士César de la Fuente
“试想一下,你在计算机上创造出的一个分子竟能挽救生命。我认为,科学家正是为这样的时刻而活:发现一项人类历史上前所未有的成果。”