新型精神活性物质(NPS)——像“浴盐”和合成阿片类药物这样的设计药物——是我们这个时代的祸害。试图控制他们的执法机构和处理他们后果的医务人员陷入了一场猫捉老鼠的游戏能迅速研制出新化合物的秘密化学家通常是通过修改已知分子来规避法律,创造新的“合法高点”。有关部门每个月都会看到十几种新的设计药物,利用核磁共振等技术鉴定它们的结构可能需要数周的时间,到那时它们可能已经被成千上万的人使用了。

现在,一种新的人工智能系统可能会改变游戏规则。它被称为DarkNPS,基于循环神经网络,仅从质谱就能准确预测NPS的结构。这个过程相对较快,只需要几天时间,这可能会让医护人员在与新型设计毒品的战斗中占据优势,并为执法机构提供更快的处理方式。

“我们的目标是自动化,至少是部分地,完整的结构说明,”计算生物化学家说迈克尔Skinnider他是一项描述darkknps的新研究的主要作者。1“你有一种含有未知化合物的药片或粉末,你可以获得它的质谱仪数据,然后你就可以用这个系统基本上告诉你它的结构是什么。”

斯金尼德和他的同事们在1753个NPS结构的数据集上训练DarkNPSHighResNPS数据库世界各地的法医实验室会在生物样本和执法部门查获的物品中发现新物质后,对该标准进行更新。

然后,研究人员使用DarkNPS从训练数据集中生成了大约890万种潜在设计药物的结构,并在训练数据集完成后的过去几个月里添加到数据库的194种药物上进行了验证。他们发现90%以上的新药结构都在由DarkNPS生成的集合中。他们还发现,仅基于质谱数据,DarkNPS在72%的时间里将新药的正确结构排在前10名候选药物中,而通过添加串联质谱数据,其成功率可以提高到86%。

未雨绸缪

“事实上,我们可以在设计药物真正出现之前预测它们可能会出现在市场上,这有点像2002年的科幻电影。少数派报告在美国,对即将发生的犯罪活动的预见有助于大幅减少未来世界的犯罪。David Wishart埃德蒙顿阿尔伯塔大学教授,该研究的资深作者,在一份声明中

能够快速识别新型设计药物的结构有助于更快地将其非法化,但斯金尼德认为,DarkNPS系统的最大用途是用于公共卫生响应和紧急医疗治疗,因为它们的效果不可预测。了解NPS的结构对治疗它的影响有很大帮助。他说:“例如,如果你说这种分子类似于苯二氮平,那么你就会知道,在急诊科,你应该用这种药丸或粉末处理中毒,就像我们处理其他苯二氮平类药物中毒一样。”

这种方法也可以用于其他类型的物质——例如,研究人员正在研究一种系统,以检测体育运动中使用的新的提高成绩的药物。斯金尼德说:“我们基本上是在尝试为设计师使用兴奋剂建立一个平行系统,用来检测精英运动员可能使用的新合成化学物质,而这些化学物质是现有方法无法检测到的。”

药剂师阿米拉Guirguis他是英国斯旺西大学的教授,研究新型精神活性物质的检测2但他并没有参与这项研究,他说作者正在“正确的道路上”解决一个尚未解决的复杂问题。她说:“由于这些分子的不断出现、广泛的化学多样性和密切相关的结构类似物,用传统的分析技术很难区分,因此对新兴和新型NPS的检测和结构阐明本身就具有挑战性。”

精神病学家德里克·特蕾西他是英国内政部滥用药物咨询委员会的成员manbetx手机客户端3.0他说,DarkNPS可以帮助医务人员治疗设计毒品的危害。他说:“任何能够加快这一过程、帮助更好地识别药物的化学结构和对人体生理的潜在影响的方法,都有可能提供更快速的治疗,从而挽救生命。”他说:“一个关键的问题是,这是否以及如何可以转化为临床环境。”