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人工智能、大数据助力新型冠状病毒药物研发

2020年02月06日 09:18 来源: 光明日报

  日前,全球健康药物研发中心(GHDDI)会同清华大学药学院免费将药物研发资源开放给科研人员,共同加速新型冠状病毒药物研发。此次全球健康药物研发中心开放的资源主要是针对能有效作用于新型冠状病毒的药物的研究,人工智能、大数据等新技术将发挥重要作用。

  具体来说,首先针对如何能在短期内发现可能的有效药物,用于迅速缓解当前疫情,正在运用“老药新用”的研发手段,即通过筛选已经过一期临床实验验证的安全性有一定保证的药物,加快候选药物的研发速度;同时制定中长期的目标:研制更安全有效的药物和疫苗,并加深科研界和公众对冠状病毒的认知。

  针对“老药新用”的目标,GHDDI已经使用了3种互补的研发方案来寻找临床上安全有效的药物,也已经找到了一些候选方案,正在进行进一步的确认研究和排序,会将方案尽快提交国家相关机构并协助推进临床研究。GHDDI早前已部署了相关团队并一直在为此工作,比如已经上线的人工智能药物研发平台和大数据分享平台,就是由中心的人工智能研发团队支持运作的,同时也正向社会上有研发基础的科研人员或机构免费提供中心的高通量筛选平台、多个化合物分子库等优质资源,此外中心团队目前已经搭建了多个新型冠状病毒的靶点结构模型并开展了一系列工作。

  从现有资源来看,我们并不能确定用于SARS和MERS的药物是否能有效作用于此次病毒疫情。SARS、MERS和新型冠状病毒都有一个和艾滋病毒相似的蛋白酶靶点,目前讨论比较多和可靠性较高的两类已知药物,一个就是针对艾滋病病毒HIV蛋白酶的抑制药物,而另一个则是针对埃博拉病毒的一款新型核苷类似物抗病毒药。这两种药物可能会对新型冠状病毒的两个不同靶点有作用,其中一种基于体外实验、动物模型以及针对埃博拉病毒的临床数据等各方面来看,比HIV药物的可能性会大一些。但是否真的对于治疗新型冠状病毒有效,还需要进一步验证。

  建议由国家权威机构牵头组建全国性诊断和治疗药物遴选专家组,从病毒特性、已有上市药物药理作用、中药症候辨证施治等角度对候选药物进行潜力排序,系统组织科研单位集中开展抗病毒活性筛选以及药效评价,加快药物研发进程。同时建立传染病直报数据的跨部门协调和共享机制,例如国家药品监督管理局重点关注药品真实世界使用数据和证据转化应用,为后续附条件批准和特别审评程序批准治疗用药械提供基础证据支撑;利用传染病bte365备用网站直报系统进行患者流行病学调查和用药方案回顾性分析,建立病例队列,对传染性变化趋势、推荐诊疗方案用药与非推荐诊疗方案用药、中西药联合用药与西医单独治疗等进行及时深入的回顾性比较研究,建立患者队列,深入比较分析,发现有效的治疗药物、中药联合治疗方法等。

  开发药物有其客观时间规律,一般需要5~10年,但“老药新用”通常可以大大缩短时间。目前GHDDI针对“老药新用”的目标,已经使用了3种互补的研发方案来寻找临床上安全有效的药物,也已经找到了一些候选方案,正在进行进一步的确认研究和排序。除了GHDDI团队做的研发工作以外,也联合清华大学药学院,免费向社会上有研究基础的科研人员和机构开放了一系列先进的内部资源,比如人工智能药物研发平台和大数据分享平台、高通量筛选平台、多个化合物分子库等,以期能给社会研发力量以支持。同时还在积极联络国内外具有先进技术和优势资源的研究人员和机构联合攻关。

  最近上线的人工智能药物研发和大数据分享平台,里面涵盖了既往冠状病毒相关研究中涉及的900多个小分子在不同阶段的相关实验信息等,2000多个冠状病毒相关的文献记录以及原文链接,并且实时更新新型冠状病毒的科学前沿报道,希望科研界能参与提炼有用信息并得到帮助或启示,共同助力针对新型冠状病毒的研究。再比如高通量筛选平台和多个化合物分子库,可以帮助科学家高效筛选出经过临床一期实验的安全性已知的化合物,有效缩短针对此次疫情的药物研发时间。

  此外,GHDDI团队还根据新型冠状病毒和SARS病毒的同源性建立了多个靶点结构模型并开展了一系列分子动力学模拟,计算化学药物设计,以及人工智能药物设计工作,这些工作都在获得新病毒基因序列之后几天内完成,为进一步探索靶点机制,实现“老药新用”的虚拟筛选,为后续的药物设计和实验开发奠定基础。

  针对新型冠状病毒进行研究,非常欢迎科研人员和机构申报使用GHDDI的免费研发平台,我们也会尽己所能去支持。在合作初期需要达成数据及时公开和同社会共享成果的共识,同时GHDDI本身不追求利益,会竭尽全力提供服务,目前所做的所有工作都是为了更快更有效的开发出针对新型冠状病毒的药物。

  通过一系列的研发工作和举措,科学家希望能在短期内找到有效的候选药物,缓解当下的疫情。从中长期来看,也能有效提升疾病研究、药物研发领域的效率,并促进国内相关领域的发展。目前,GHDDI和科学界根据以往数据指导现今疫情,已经发现一些可能有效的药物,但GHDDI正在进一步验证和基于多层数据进行严谨的判断和排序,候选药物是否真正有效安全还需要进一步临床验证。

  作为科学家,我们将全身心投入解决目前面临的问题,也获得了相当多的进展,我们有信心和很大的希望能贡献解决新型冠状病毒的方案。另外,给公众提个建议,如果条件允许,可以注射流感疫苗。疫情当前,也是流感季,虽不能直接抵御新型冠状病毒,但可以降低医院负担,对身体也是一种保护。(作者:丁胜,清华大学药学院院长、全球健康药物研发中心主任)

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