Природа больше не монополист. Искусственный интеллект научился конструировать вирусы эффективнее естественного отбора
Американская Radical Numerics заявила о первом применении у человека бактериофагов, созданных искусственным интеллектом (ИИ). Экспериментальное лечение получил пациент с инфекцией, вызванной устойчивой к антибиотикам кишечной палочкой. Удалось ли победить инфекцию, пока неизвестно.
Для лечения использовали смесь бактериофагов, в состав которой вошли варианты вируса T7, разработанные нейросетью Omnii-1. В лабораторных условиях препарат полностью уничтожил бактерии Escherichia coli, выделенные у пациента. После успешного испытания смесь ввели человеку. Radical Numerics не раскрывает состояние пациента, продолжительность лечения и его результаты, объясняя молчание необходимостью сохранить медицинскую тайну.
В техническом описании компания уточнила, что лечение проходило по индивидуальному разрешению американского Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). Врачи воспользовались программой Expanded Access, которая позволяет применять экспериментальные препараты за пределами клинических исследований, когда стандартные методы лечения не помогают или подходящих альтернатив нет. Разрешение для одного пациента не означает одобрения препарата для массового применения.
Бактериофаги представляют собой вирусы, которые заражают бактерии и уничтожают их изнутри. В отличие от антибиотиков широкого спектра действия, многие фаги способны атаковать строго определённые виды и даже отдельные штаммы бактерий, практически не затрагивая полезную микрофлору. Вирус прикрепляется к поверхности подходящей бактериальной клетки, вводит генетический материал и заставляет её производить новые вирусные частицы. В конце процесса бактерия разрушается.
Главная проблема фаготерапии заключается в подборе подходящего вируса. Даже два близких штамма кишечной палочки могут по-разному реагировать на один бактериофаг. Обычно специалисты получают образец возбудителя, проверяют существующие коллекции вирусов и ищут активные варианты. Если подходящего фага нет, приходится обращаться к другим коллекциям, искать новые вирусы в окружающей среде или изменять уже известные. При тяжёлой инфекции подобный поиск может занять критически важное время.
Radical Numerics попыталась ускорить разработку с помощью Omnii-1, мультимодальной языковой модели для анализа генетической информации. Разработчики обучили систему на последовательностях ДНК и других молекулярных данных, а затем дополнительно подготовили для работы с геномами бактериофагов. Нейросеть изучает закономерности в генетическом коде, предлагает изменения и прогнозирует, какие варианты смогут заражать конкретные бактериальные штаммы.
Для первых экспериментов исследователи выбрали хорошо изученный бактериофаг T7, поражающий кишечную палочку. Его геном содержит около 40 тысяч пар оснований ДНК. Вместо полной перестройки вируса Omnii-1 меняла отдельные участки генома, прежде всего ген gp17, отвечающий за белок хвостового волокна. С помощью такого волокна бактериофаг распознаёт подходящую бактерию и прикрепляется к её поверхности. Изменяя структуру белка, учёные пытаются расширить круг восприимчивых штаммов.
Нейросеть учитывала не только изменяемый участок ДНК, но и окружающие последовательности, чтобы сохранить работоспособность вируса. Затем исследователи синтезировали предложенные генетические конструкции, получали соответствующие бактериофаги и проверяли их в лаборатории. Такой подход позволяет не перебирать случайные мутации вслепую, а заранее отбирать варианты с большей вероятностью успешного результата.
Лабораторные результаты показали существенное преимущество ИИ перед случайным изменением генома. При внесении от 11 до 15 аминокислотных замен удалось восстановить 69,9% отобранных Omnii-1 вариантов против 4,8% случайных контрольных образцов. В другой серии экспериментов из 6694 вариантов с измеренной активностью 2161 превзошёл исходный вирус. Некоторые успешные конструкции содержали до 28 аминокислотных замен.
Модель также проверили на способности выбирать наиболее эффективные варианты для отдельных бактериальных штаммов. При испытаниях на E. coli JW3601 среди 100 кандидатов, получивших наивысшие оценки Omnii-1, установленный порог активности преодолели 97. Во всей проверенной библиотеке подобных вариантов оказалось лишь 27,1%. Для другого штамма, E. coli JW3594, нейросеть правильно выделила 98 активных кандидатов из первой сотни при общей доле подходящих вариантов 28,0%.
Ещё одна задача заключалась в прогнозировании совместимости вирусов с бактериями, которых модель раньше не встречала. При проверке на генетически обособленной группе из 37 штаммов кишечной палочки Omnii-1 смогла подобрать активный бактериофаг для 91,4% подходящих штаммов, предлагая всего два варианта на каждый. Алгоритм также испытывали на синегнойной палочке Pseudomonas aeruginosa, которая вызывает тяжёлые раневые и лёгочные инфекции и нередко приобретает устойчивость к антибиотикам.
Подобные исследования начались задолго до клинического эксперимента Radical Numerics. В сентябре 2025 года учёные Стэнфордского университета представили бактериофаги, спроектированные моделями Evo 1 и Evo 2. Из 285 синтезированных геномов удалось получить 16 работоспособных вирусов, некоторые из которых превосходили природный прототип ΦX174. В августе 2026 года результаты опубликовали в журнале Science. Однако эксперименты проводились в лаборатории, без лечения людей.
Radical Numerics сделала следующий шаг, перейдя от лабораторных испытаний к применению препарата у пациента. При этом опубликованные разработчиками результаты пока не позволяют оценить клиническую эффективность Omnii-1. Уничтожение бактерий в пробирке не гарантирует аналогичного результата в организме человека, где на лечение влияют иммунная система, расположение очага инфекции и множество других факторов. Независимых клинических данных о результатах первого применения компания не представила.
Интерес к фаготерапии растёт на фоне распространения антибиотикорезистентности. Согласно прогнозу исследователей, опубликованному в The Lancet, с 2025 по 2050 год устойчивые к противомикробным препаратам бактериальные инфекции могут непосредственно вызвать 39,1 млн смертей. В сентябре 2026 года международная группа специалистов опубликовала в Nature Medicine клинические рекомендации по персонализированной фаготерапии. Документ подготовили при участии 20 профессиональных обществ, организаций пациентов и регулирующих органов, а также 18 международных экспертов.
Специалисты рассматривают фаготерапию прежде всего как индивидуальный подход для сложных инфекций, когда стандартное лечение оказалось неэффективным или противопоказано. Широкому применению мешают ограниченные клинические доказательства, необходимость точно подбирать вирусы, сложность производства и отсутствие единых правил в разных странах. Разработчики Omnii-1 рассчитывают ускорить подбор и создание таких препаратов, однако практическая польза нейросети будет зависеть уже не от лабораторных показателей, а от результатов полноценных клинических исследований.