近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)黃金虎副教授聯(lián)合中國藥科大學(xué)駢聰教授在Gut Microbes上發(fā)表了題為“BroadAMP-GPT: AI-Driven generation of broad-spectrum antimicrobial peptides for combating multidrug-resistant ESKAPE pathogens”的研究論文。該研究開發(fā)了基于AI的抗菌肽生成平臺BroadAMP-GPT，成功設(shè)計出新型廣譜抗菌肽（AMPs），為“后抗生素時代”抗擊細菌耐藥性難題提供了新的解決方案。

抗生素耐藥性（AMR）已成為全球公共衛(wèi)生與經(jīng)濟的重大威脅。多重耐藥病原菌——尤其是ESKAPE耐藥菌（包括糞腸球菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞菌、腸桿菌科等六大病原體）——每年直接造成127萬例死亡。研究表明，若不采取有效干預(yù)，2050年耐藥感染年死亡人數(shù)將突破1000萬。團隊前期通過解析動物源細菌耐藥機制與傳播規(guī)律，首次從反芻動物消化道微生物中篩選出高活性抗菌肽Peptide 4（J Adv Res, 2025），印證了AI技術(shù)在天然抗菌肽發(fā)掘中的巨大潛力。

本研究進一步整合GPT生成模型+深度學(xué)習(xí)篩選+濕實驗驗證，成功構(gòu)建全自動抗菌肽設(shè)計平臺BroadAMP-GPT。該平臺通過三重技術(shù)融合：（1）GPT生成模型：基于26,545種天然抗菌肽數(shù)據(jù)庫，自主設(shè)計全新分子序列；（2）深度學(xué)習(xí)篩選系統(tǒng)：結(jié)合雙MIC預(yù)測模型精準(zhǔn)識別廣譜活性肽；（3）濕實驗驗證閉環(huán)：實現(xiàn)"設(shè)計-合成-驗證"全流程智能化。

平臺運行效率較傳統(tǒng)方法提升數(shù)十倍，57%的AI設(shè)計抗菌肽對ESKAPE耐藥菌展現(xiàn)出強效殺菌活性。其中候選抗菌肽AMP_S13表現(xiàn)尤為突出：（1）廣譜高效：可殺滅包括ESKAPE在內(nèi)的多重耐藥病原菌；（2）極端環(huán)境耐受：在強酸（pH2）、高溫（100℃）及蛋白酶環(huán)境中保持穩(wěn)定；（3）安全低毒：溶血活性顯著低于臨床閾值，且不易誘導(dǎo)耐藥性；（4）體內(nèi)顯效：在MRSA感染的大蠟螟模型和小鼠皮膚感染模型中均表現(xiàn)出較好療效。

平臺已開源發(fā)布（GitHub: LYRHeldi/BroadAMP-GPT），支持針對特定病原體的抗菌肽定制化設(shè)計，為AI驅(qū)動的抗菌肽從頭設(shè)計提供了可擴展解決方案。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生李彥儒、碩士生徐祥瀚、海南大學(xué)張曉輝、中國藥科大學(xué)許志暉為論文的第一作者，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)黃金虎副教授、中國藥科大學(xué)駢聰教授、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)劉金鑫教授為論文的共同通訊作者。

原文鏈接：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2025.2523811