点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:药物数字试验场为新药研究“另辟蹊径”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

药物数字试验场为新药研究“另辟蹊径”

来源:《中国科学报》2021-02-26 10:14

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  2月24日,美国约翰斯·霍普金斯大学发布的新冠疫情最新统计数据显示,美国累计新冠死亡病例已经超过50万例,并且仍在持续攀升。

  不过,欣慰的是,经过全球科学家一年多的科学研究,国内外相继有新冠疫苗上市,但相关药物的进展速度却比较缓慢。为此,《中国科学报》采访了相关专家。

  “纸上谈兵”的成果

  去年来自中科院计算技术研究所、中科院计算所西部高等技术研究院、图灵·达尔文实验室等研究团队的一项针对SARS-Cov-2受体血管紧张素转换酶2(ACE2)的研究或许为药物研发提供新的思路。

  他们研究发现,新冠病毒与ACE2结合可能引发ACE2/AT2R的功能变化,使肾素—血管紧张素系统(RAS)参与的细胞因子调控轴发生稳态失衡,并导致“细胞因子风暴”,认为这可能是参与冠状病毒感染后导致宿主病理性变化的重要调控因素,由此得出服用血管紧张素II受体抑制剂(ARB类药物,例如常用药氯沙坦)或激活AT2R受体通路可能对新冠肺炎患者临床重症有缓解作用的结论。

  该研究于去年2月26日在预印本服务器medRxiv刊发,随后于去年7月13日被Drug Development Research在线发表。值得一提的是,该研究通过计算医学在全球首次提出的两个洞见,一项经验证后入选了2020年美国心脏协会(AHA)十大心血管病研究进展;另一项被英国药企Vicore Pharma验证后已注册并进入临床二期试验,效果理想。

  “相比临床专家,我们是利用现有知识,通过计算技术从复杂、多维、立体等数据中摸索出规律,不断勾勒新冠病毒的‘真实面目’,并探索其机制。”该论文通讯作者、中科院计算所西部高等技术研究院客座教授牛钢表示,在缺乏一线临床数据的前提下,他们通过应用数学、工程学和计算科学智能化理解人类疾病的机理,并基于工业化的数据、算法、算力及生物医学技术体系为医学服务提供新洞见。这是新一代人工智能的作用。

  据牛钢介绍,他们利用一种被称为知识图谱的分析系统,在4小时内对PubMed数据库收录的有关冠状病毒(一年前没有“新冠病毒”相关论文,目前检索已接近十万篇,编者注)的1.4万多篇文献相关文本资料共计300万余单词,进行自动化分析。

  临床回顾性研究证实

  牛钢告诉记者,他们的研究成果在国内外几项研究中都得到证实。

  比如,武汉大学教授李红良团队对来自湖北省9家医院的3430例新冠肺炎确诊住院患者进行了系统的研究,其中包括1128例合并高血压的患者。研究结果表明,高血压是新冠肺炎的危险因素,与患者死亡率显著相关;在高血压合并新冠肺炎患者中,继续使用ACEIs/ARBs类药物不仅不会增加高血压合并新冠肺炎患者的死亡风险,相反还可能降低此类患者的死亡风险。相关研究成果于去年4月18日在线发表于《循环研究》。该研究还入选了2020年美国心脏协会(AHA)十大心血管病研究进展。

  最近,英国的一项关于COVID-19中保护性RAS功能失调的研究也显示出,使用AT2R激动剂类药物可以纠正COVID-19中保护性RAS失衡的基本原理,并基于此采取C21完成了临床二期试验,获得了理想的结果。

  此外,还包括上海瑞金医院病理科教授王朝夫、中国科学院院士卞修武等为通讯作者关于炎症因子风暴和肺泡巨噬细胞激活关键机制的研究成果、中国医学科学院研究员蒋澄宇团队关于新冠高血压合并症患者服用ARB药物的研究成果。

  如果说之前牛钢等团队的研究是“纸上谈兵”,如今此研究得到了多项国内临床回顾性研究证实,那么这种在计算医学指导下的研究思路或许为日后的药物研发与筛选提供新路径。

  计算医学产生新洞见

  当前,传统的新药研发模式变得越来越困难。以往积累的大量的研究数据难以被人工全面覆盖、药物靶点研发和适应症选择被有限的人类经验和知识锁死、先导化合物的潜在效应和副作用难以被人工预测、多中心临床试验的人力成本越来越高。

  对此,中科院计算所西部高等技术研究院常务副院长张春明认为,计算医学能破解上述困局。所谓的计算医学是以系统论为指导思想,采用密集数据驱动为科研范式,以人工智能为方法,以高性能计算为支撑,通过知识模型+数据模型的双轮驱动,为生物医药领域全链条产业贡献全新洞见与解决方案。

  “过去单一零散的数据,只需要在普通服务器上用简单程序处理和统计即可。现在都是多维海量的大数据,要用多维海量的PB级(1PB=106GB)大数据对生命进行建模,设计复杂的算法,而算法的复杂度和计算量远远超过了普通服务器所能处理的规模,必须有高性能的算力资源支撑。”牛钢认为,有了大数据并不等于就“无所不能”,还需要知识、算法和算力的支持。

  图灵—达尔文实验室副主任、哲源科技COO赵宇解释称,知识图谱是研究工作的基础,算力是研究工作的必要条件。在有了知识图谱和算力的基础之后,才能更新算法,并从大数据中寻找洞见,在不断研究的过程中,持续迭代算法。

  赵宇表示,目前计算医学在药物研发的三个方面展现了价值:1.发现全新的药物靶点;2.基于全新机制性标志物,为临床研究建立入排条件,设计药物联用方案以及挽救失败的临床三期;3.为上市后药物拓展新适应症。

  据悉,经过这些年的基础工作,哲源团队已经产出了400多个细胞内确定性事件基础模型,可以组合出无数种不同的肿瘤进化情况,足以为每个疾病构造独特的数字生命方程。

  而反观以生物技术驱动的生物医药产业,痛点有增无减。从效果来看,研发三高(资金大、时间长、失败率高)、产品三同(试验数据同、适应症同、疗效同)的问题并未因生物技术研发而解决。反之,生物技术指向的领域极为有限,导致行业竞争愈发激烈。

  而计算医学恰恰作为一种新的技术体系势能为当前生物医药产业“拨开迷雾”。

  “这次对于一年前论文成果的外部认可,只是计算医学能力的初步体现,未来,我们要为解决行业困境寻找新路径,以新的技术体系构建的药物数字试验场向药企赋能。”张春明此前接受记者采访时表示,在知识与数据的双轮驱动下,计算医学将改变生命科学的认知和发展模式,为新药研发提供生化驱动传统路线以外的新思路,为医药产业大幅提效增速。

  (记者 张思玮)

[ 责编:涂子怡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 湖北秭归屈原祠展陈焕新升级

  • 雪山下的足球课堂

独家策划

推荐阅读
历时8年、由全球多个机构38位科学家共同完成的一项国际研究发现,线粒体并非通过简单扩散为细胞核提供能量,而是铺设“专线”供能,即通过一种此前未知的直接物理连接将能量分子定向输送至细胞核。
2026-06-18 10:33
近日,2026年上海国际养老、辅具及康复医疗博览会落幕。本次展会直观印证,人工智能既是夯实基础养老保障的务实抓手,更是释放银发经济增长潜力的核心引擎。
2026-06-18 10:32
奇索姆不会中文,叶子不会英文,但这并没有妨碍两人在短短几分钟内就交上了朋友,她们的“秘密武器”正是人工智能(AI)。
2026-06-18 10:29
高精度感知技术如何打破实验室的“围墙”,深度融入我们的日常生活?答案,就藏在量子科技与芯片工程的交汇点——让量子“住”进芯片。
2026-06-18 10:28
如各大顶尖研究型高校一样,数学学科的全球竞争力需要长期稳定的支持,时间会证明数学研究和人才培养的后劲十足。
2026-06-18 10:24
与依赖相对固定会话管理结构的传统5G核心网络不同,新技术引入AI驱动的预测与控制能力,可根据不同业务需求实时优化会话管理、数据传输路径和服务质量,实现网络资源的动态调度。未来,团队还计划开发支持低轨卫星通信的核心网与传输网融合技术,构建融合业务、计算和网络的新一代6G核心架构。
2026-06-17 09:32
荷兰阿姆斯特丹大学医疗中心研究人员宣布,他们开展的全球首例针对遗传性疾病的体内CRISPR疗法三期临床试验取得成功。这把“剪刀”,为许多遗传性疾病患者剪开了新天地,预示着遗传病治疗或将从“延缓病情”迈向“治愈疾病”的新时代。
2026-06-17 09:28
交通运输是维系国民经济运行的重要基础,在碳排放总量中,交通运输领域占比高、减排难度大。针对水路运输降碳难题,我国正聚焦核心技术攻坚、示范船舶落地、配套体系完善,多措并举突破行业绿色转型壁垒。
2026-06-17 09:23
未来产业培育周期长、市场风险大,单一政策工具难以奏效,必须构建覆盖全生命周期、多元主体协同发力的政策矩阵。未来产业发展涉及面广、风险点多、迭代速度快,必须突破条块分割,构建集中统一、协同高效、安全可控的现代化治理体系。
2026-06-17 09:18
深海水虱是一种生活在深海的巨型甲壳动物,在缺乏稳定食物供给的情况下可存活五年之久。深海环境黑暗、寒冷、食物极度匮乏,如何克服寡营养环境对生存的威胁是深海生物面临的最大挑战。
2026-06-17 09:15
韩国首尔国立大学工程学院科学家研制出一款高性能有机发光二极管,集成了高导电性透明金属电极,透光率超过93%,有望在先进显示器等众多领域大显身手。所得器件兼具优异的透明度与电致发光性能,底层的有机层也安然无恙,充分彰显出该技术在下一代透明显示应用中的巨大潜力。
2026-06-16 09:27
《自然·医学》杂志15日报道了一种皮质内脑机接口(BCI)突破。该参与者累计使用该系统超过3800小时,共发出183060个句子(近200万词),平均每分钟56词,其中92%的句子被评定为“基本正确”或更佳。
2026-06-16 09:26
未来产业是科技创新和产业创新深度融合的产物,是技术突破催生的全新赛道,对于发展新质生产力具有先导性、引领性作用。未来产业的根基在于创新,没有源头创新,就没有未来产业的萌芽;没有持续创新,就没有未来产业的壮大。统筹科技自立自强与全球创新合作是夯实未来产业发展根基的关键。
2026-06-16 09:25
随着高密度发射成为常态,力箭一号火箭控制系统逐步实现软、硬件产品全链路自主可控。“目前,箭上配套设备缩减50%,地面设备削减80%,火箭电测周期由原来的1个月压缩到1周以内。
2026-06-16 09:23
作者:尚俊杰、王淑文(分别系北京大学教育学院副院长兼学习科学实验室执行主任、中国高等教育学会学习科学研究分会常务副理事长兼秘书长;将学习科学的研究成果深度融入AI教育系统的设计、开发与应用全过程,是提升教育质量、避免技术滥用的关键。
2026-06-16 09:22
数据显示,今年4月,中国汽车出口继续保持快速增长,同比增长超过70%,其中,新能源汽车表现最为亮眼,当月出口43万辆,环比增长16%,同比增长约110%。在海外社交媒体上爆火的“中国汽车”标签,以一种独特的方式为中国的全球气候治理贡献写下新注脚。
2026-06-16 09:17
随着人工智能技术的不断突破和应用场景的加速拓展,AI相关领域人才需求攀升将成为未来较长一段时间内劳动力需求的重要趋势特征。企业作为劳动力市场的需求主体,也应主动应对AI技术变革,推动内部数字化转型,提升生产效率。
2026-06-15 09:17
智能经济带来的技术提升,不是对传统产业的简单替代,而是通过“人工智能+”行动实现全方位赋能。面对全球人工智能治理规则正在形成的窗口期,我国既要在技术上对标一流,更应在治理上贡献智慧,助力全球AI治理变革。
2026-06-15 09:16
过了芒种,在河南省获嘉县照镜镇樊庄村,村民宋其文家里的麦田已开镰,但他不慌不忙,心里稳得很。宋其文感受到的智慧灌溉来源于水肥一体机搭载的作物高效用水智能决策系统,在那里,天空地数据持续搜集,不断优化生成实时灌溉决策方案。
2026-06-15 09:16
在率先落地的机器人、数字人营业性演出场景中,符合条件的经营主体可将机器人、数字人作为演职人员纳入管理范畴。”  北京经开区有关负责人表示,下一步将持续优化试点流程、稳步扩大试点范围,做到放而不乱、管而有序、服务到位,全力扶持新业态、培育新主体、壮大新产业。
2026-06-15 09:15
加载更多