結(jié)核病是一種由結(jié)核桿菌感染引起的慢性傳染病，發(fā)病嚴(yán)重有可能會致命，但耐心治療也可以痊愈。每年約有1000萬人發(fā)展為結(jié)核病活躍病例，160萬人因此死亡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界大約有17億人感染了結(jié)核菌。這些結(jié)核菌可能處于休眠狀態(tài)數(shù)周至數(shù)年，然后會因?yàn)橐恍┱T因變得活躍并導(dǎo)致10%的感染者患病。

感染了肺結(jié)核的人，通常會服用六到八個(gè)月的藥物。如此長的治療時(shí)間，很多患者會失去耐心，不堅(jiān)持治療。另外，藥物毒性的副作用也會因?yàn)橹委煏r(shí)間過長而累積變得明顯。這些問題都會導(dǎo)致患者康復(fù)效果差或引起其他并發(fā)癥。然而，最為糟糕的是，有些人會對藥物產(chǎn)生耐藥性。一旦產(chǎn)生耐藥性，意味著原來的藥物對患者已經(jīng)不起作用了，需要改變藥物治療方案，治療時(shí)間可能會延長到兩年，許多不確定因素又會暴露出來，所以耐藥性結(jié)核病患者的死亡率非常高。

既然“治療時(shí)間長”是結(jié)核病治療的痛點(diǎn)所在，那么縮短治療時(shí)間就很有可能為治愈創(chuàng)造更多機(jī)會。在新的研究中，加州大學(xué)洛杉磯分校的科學(xué)家通過使用一種成為“人工智能 - 拋物線響應(yīng)面”的方法，使得治療持續(xù)時(shí)間顯著縮短。該數(shù)據(jù)分析方法主要研究的是藥物組合協(xié)同作用，通過搭配使得組合中的單個(gè)藥物比原來無協(xié)同的單個(gè)藥物具有更強(qiáng)的效果，也就是我們常說的“1+1>2”的組合特效。

該方法用于細(xì)胞培養(yǎng)和隨后的結(jié)核病小鼠模型，使研究人員能夠快速確定數(shù)十億種藥物和劑量組合種的三種或四種藥物組合，從而顯著縮短結(jié)核病治療的持續(xù)時(shí)間。這些方案適用于治療藥物敏感性結(jié)核病和大多數(shù)耐藥性結(jié)核病例，即作為“普遍”治療方案，且較目前可用的標(biāo)準(zhǔn)治療方法快5倍。加州大學(xué)洛杉磯分校David Geffen醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)和微生物學(xué)、免疫學(xué)和分子遺傳學(xué)杰出教授Marcus Horwitz博士說道：“如果我們的研究結(jié)果在人體研究中得到重復(fù)，患者將更快地治愈，更有可能堅(jiān)持藥物治療方案，減少藥物毒性，并且不太可能患上耐藥型結(jié)核病�！�

人工智能 - 拋物線響應(yīng)面平臺由聯(lián)合作者、加州大學(xué)洛杉磯分校Henry Samueli工程學(xué)院機(jī)械和航空航天工程杰出研究教授何明明開發(fā)，目前已應(yīng)用到動物傳染病、癌癥和器官移植方面。

研究人員評估了15種藥物，已確定最佳的四種藥物組合。兩種最有效的方案包括氯法齊明、貝達(dá)喹啉、吡嗪酰胺和阿莫西林/克拉維酸鹽或迪拉馬尼片。小鼠在其中一種藥物方案治療下，三周達(dá)到了100%治愈率，且沒有復(fù)發(fā)；另一種方案則在五周內(nèi)治愈了小鼠。而使用標(biāo)準(zhǔn)藥物治療的小鼠，六周后肺部仍有結(jié)核菌，需要至少16到20周才能實(shí)現(xiàn)治愈。

拋物線響應(yīng)面方案不包括異煙肼和利福平，這兩種藥物是標(biāo)準(zhǔn)方案中多藥耐藥結(jié)核病患者產(chǎn)生耐藥性的藥物；也不包括氟喹諾酮類藥物和氨基糖苷類藥物，這些藥物對耐藥結(jié)核病患者也會產(chǎn)生耐藥性。也就是說，拋物線響應(yīng)面方案適用于大多數(shù)甚至是耐藥性最強(qiáng)的結(jié)核病例。

下一步將會把測試轉(zhuǎn)移到結(jié)核病患者上，特別是對標(biāo)準(zhǔn)藥物有耐藥性的結(jié)核病患者。研究人員計(jì)劃擴(kuò)大治療平臺，以便開發(fā)更多更有效的藥物組合。