在过去四年里，世界卫生组织（WHO）已经两次把猴痘病毒列为全球最高级别的公共卫生紧急事件，然而目前针对猴痘的治疗方法还非常有限。近日，南京大学化学化工学院郑鹏教授课题组在猴痘病毒研究领域取得一项新突破，团队利用人工智能（AI）、分子动力学和单分子力谱等先进技术，解析了猴痘病毒如何感染和结合人体细胞的机制，并成功设计了可用于治疗猴痘的新型蛋白候选药物。目前，该研究成果已在国际著名生物期刊《elife》上发表。

猴痘病毒是一种人畜共患病毒，它和天花病毒是“近亲”。虽然它不像天花那么致命，但仍然会导致皮肤溃烂，严重时可能引发肺炎或脑炎。截至目前，已在100多个国家和地区发现了猴痘确诊病例，找到猴痘的“弱点”，开发新药和疫苗至关重要。

据介绍，课题组突破传统研究手段的限制，结合人工智能（AI）与分子动力学模拟，首次解析了猴痘病毒感染宿主细胞的关键分子机制。研究团队利用AI技术分析大量病毒蛋白结构数据，并结合分子动力学模拟，精确预测了猴痘病毒表面蛋白与宿主受体的结合模式。随后，通过单分子力谱技术，研究人员直接测量了病毒蛋白与宿主细胞受体的相互作用力，最终成功揭示了病毒的黏附机制。团队发现，猴痘病毒利用特定蛋白与宿主细胞膜上的受体结合，形成强大的分子相互作用，从而实现稳固的感染。这一发现为阻断病毒侵染提供了全新策略。

“过去，科学家发明一种新药通常要花10到15年，需要大量的实验，测试成千上万种分子，看看哪种可以对抗病毒或细菌。就像大海捞针，既费时间，又很难成功。”郑鹏科普道，AI可以让这一过程变得更快、更精准，一方面，AI可以帮助找到病毒的“弱点”，“

病毒要进入人体细胞，通常需要某些特殊的蛋白质来‘黏附’细胞，科学家用AI分析病毒的结构，就像用显微镜观察病毒的‘武器’，找到它最关键的部分——这个地方就是药物可以攻击的目标。”另一方面，AI可以“设计”适合的药物，“AI可以在电脑里模拟成千上万种可能的药物分子，快速找到最有可能有效的候选药物，然后再进行实验验证。这样可以节省几年的时间。”

据介绍，团队不仅在AI建模、分子动力学模拟、单分子力谱测量等多个领域进行深耕，还整合了生物化学、计算生物学和生物物理学等跨学科技术，推动了蛋白药物研发的新方向。“2024年诺贝尔化学奖授予AI蛋白设计技术，我们对AI技术在生物医学领域应用的潜力充分看好，也取得了阶段性成绩。”郑鹏表示，未来，随着AI技术的进一步发展，AI设计蛋白药物有望成为抗病毒治疗的新范式，彻底改变现有的药物研发模式，“我们希望通过AI技术，让蛋白设计进入智能化时代，开发更多基于AI的新型药物和疫苗，加速人类对抗疾病的步伐。”

扬子晚报/紫牛新闻记者  杨甜子

校对 陶善工