科学家们确定了160种可用于对抗COVID-19的新药
剑桥大学的科学家已经确定了200种被批准的有望对抗COVID-19的药物,其中只有40种目前正在进行COVID-19临床试验。
今天发表在科学的进步,由剑桥大学米尔纳治疗研究所和格登研究所的研究人员领导的一个团队使用计算生物学和机器学习的结合,创建了一份与SARS-CoV-2有关的蛋白质的全面地图感染-来自蛋白质,帮助病毒侵入宿主细胞那些因感染而产生的。通过检查这个网络的使用人工智能(AI)方法,他们能够识别与感染有关的关键蛋白质以及可能被药物靶向的生物途径。
迄今为止,大多数治疗COVID-19的小分子和抗体方法都是目前的主题药物临床试验或者已经通过了临床试验并获得批准。大部分的注意力都集中在几个关键的病毒或宿主靶点上,或者在诸如炎症等途径上药物治疗可以作为一种干预手段。
该团队使用计算机建模对近2000种批准的药物进行了“虚拟筛选”,并确定了200种可能对COVID-19有效的批准药物。其中40种药物已经进入临床试验,研究人员认为这支持了他们所采取的方法。
当研究人员测试与病毒复制有关的药物的一个子集时,他们特别发现了两种药物——一种抗疟疾药药物和一种用于治疗类风湿性关节炎-能够抑制病毒,为他们的数据驱动方法提供了初步验证。
领导这项研究的米尔纳治疗研究所主任托尼·库扎里德斯教授说:“通过全面观察在SARS-CoV-2感染中发挥一定作用的数千种蛋白质——无论是主动的还是作为感染的结果——我们已经能够创建一个揭示这些蛋白质之间关系的网络。
“然后我们使用了最新的机器学习和计算机建模技术,确定了200种可能帮助我们治疗COVID-19的批准药物。在这些病例中,160例以前从未与这种感染有关。这可以为我们的武器库提供更多的武器来反击病毒。”
利用人工神经网络分析,该团队根据其靶点在SARS-CoV-2感染中的主要作用对药物进行了分类:靶向病毒复制的药物和靶向免疫反应的药物。然后,他们选取了参与病毒复制的细胞的一个子集,用来自人类和非人类灵长类动物的细胞系对它们进行了测试。
特别值得注意的是两种药物,磺胺柳氮嗪(用于治疗类风湿性关节炎和克罗恩病等疾病)和丙鸟胺(抗疟疾药物),该团队显示这两种药物降低了SARS-CoV-2病毒复制这提高了它们用于预防感染或治疗COVID-19的潜在可能性。
米尔纳治疗研究所计算研究和人工智能负责人Namshik Han博士补充说:“我们的研究为我们提供了关于COVID-19的机制的意想不到的信息,并为我们提供了一些有前途的药物,可能被用于治疗或预防感染。虽然我们采用了数据驱动的方法——本质上允许人工智能算法查询数据集——但我们随后在实验室验证了我们的发现,确认了我们方法的力量。
“我们希望这一潜在药物资源将加快抗COVID-19新药的开发。我们相信,我们的方法将有助于迅速应对SARS-CoV2的新变种和其他可能导致未来大流行的新病原体。”