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

  • 德拉埃斯普列亚宣誓就任哥伦比亚总统

  • 南水北调中线工程调水突破800亿立方米

独家策划

推荐阅读
这不只是一幅地质图,还是一套中国自主的图例标准。
2026-08-07 09:48
最近不少“中国神器”在全球刷屏。这些出圈的国货新品,早已摆脱低端代工、低价走量的旧标签,折射出中国制造的创新迭代与品质跃升。国货新品不断出圈、新产业蓬勃发展的背后,是中国制造的硬核实力。
2026-08-07 09:47
今年7月,国家药监局批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。5月,恒瑞医药与百时美施贵宝达成新药授权合作,确定性付款9.5亿美元……今年以来,我国新药的好消息不断。
2026-08-07 09:47
在数据要素赋能方面,2025年国家数据局发布了100个公共数据“跑起来”示范场景,联合19个部门组织举办2025年“数据要素×”大赛并发布241个典型案例。
2026-08-07 09:46
近日,北京市14家市属公园陆续迎来多款机器人“新员工”,它们在公园“上岗”,承担清洁清扫、智慧巡检、问询导览、水面救援、绿化养护、生态监测等多项任务,将智慧服务融入公共生活。
2026-08-07 03:10
团队攻克了满足多功能、智能化的海缆敷设双通道布缆作业系统设计技术,使作业系统具备高度自动化和智能化水平。
2026-08-06 09:48
近日,云深处自主研发生产的四足机器人完成海关通关后出口瑞士,用于当地厂区安防、地下管网隐患排查等业务场景。“核电安全标准严苛,产品能够在瑞士核电站成功落地,充分印证国产机器人的稳定性和可靠性,我们已达成扩产合作意向。
2026-08-06 09:48
记者6日从中国科学院高能物理所获悉,我国科研人员领衔的北京谱仪Ⅲ实验国际合作组,历经15年实验研究,首次证明一类全新物质形态——胶球的存在。
2026-08-06 09:47
记者5日从中国科学院近代物理研究所获悉,该所科研团队与合作者依托强流重离子加速器装置(HIAF),成功产生并鉴别了稀有原子核铪-153。实验中,团队利用HIAF增强器提供的铋-209束流轰击石墨靶,通过弹核碎裂反应产生放射性核素。
2026-08-06 09:47
记者日前从陆军军医大学新桥医院血液病医学中心获悉,由该中心张曦教授和宋清晓研究员领衔的研究团队,首次揭示了皮肤慢性移植物抗宿主病(cGVHD)“久治难愈”的核心机制,找到了打破纤维化恶性循环的关键“开关”。
2026-08-06 02:30
最初,动画和实拍泾渭分明,然而随着手工转描、仿真合成、运动捕捉这类手段的引入,动画和实拍开始相互渗透。AI对动画与实拍的缝合,会将影像艺术彻底引向“泛动画”的时代。
2026-08-05 09:33
衣服透气不闷汗、个性化定制汽车交付快、人形机器人型号多,商品性能更好、生产效率更高、创新活力更足……近年来,这些生产生活中的变化,折射出纳米制造、柔性制造、共享制造等新趋势。
2026-08-05 09:26
在这样的微观世界里,科学家操控原子和分子,设计制造具有特殊性能的新材料、新器件,这就是纳米制造。目前,纳米制造已经实现在原子分子量级设计新材料,按需定制材料的储能、催化、防腐、导电等特性,突破传统制造的性能天花板。
2026-08-05 09:26
近日,中国农业科学院都市农业研究所联合国内外科研单位,发现了改良生菜体内的营养和风味物质的基因密码。生菜在被人类驯化与改良的漫长过程中,口感和营养发生显著变化,这背后离不开关键基因的“调控”。
2026-08-05 09:24
当地时间3日,在意大利佛罗伦萨举办的第46届国际空间研究委员会(COSPAR)科学大会上,中国气象局王劲松研究员荣获威廉·诺德伯格奖章。王劲松是首位获此殊荣的中国科学家,并同步获得一颗小行星命名。此次获奖表明,我国空间科学与应用领域研究成果获得国际学术界高度认可。
2026-08-05 07:40
石墨烯,单层碳原子排成的蜂窝薄膜,薄到极致。但把它一层层摞起来时,层与层之间如何错位——用专业术语叫作堆垛方式——会彻底改写材料的“脾气”。
2026-08-04 03:05
中国石化重庆川维化工公司5万吨/年特种聚乙烯醇(PVA)树脂装置日前顺利一次开车成功并产出合格产品,首批货品已发往欧洲。至此,川维化工PVA总产能达21万吨/年,跃居全球单一工厂中最大的高端PVA生产基地。
2026-08-04 03:05
菱方堆垛的石墨烯有一个天然“超能力”:电子彼此间的相互作用强,集体表现出超导、磁性等奇特行为。这在物理学上叫“强电子关联”——电子不再是各自乱跑的粒子,而是有着充分沟通的步调一致的集体,像一支训练有素的“乐队”。
2026-08-04 03:05
今年上半年,人工智能领域一系列标志性成果密集落地。在技术、应用、生态、治理的协力牵引下,人工智能产业迸发出前所未有的发展活力,赋能实体经济的成效持续凸显。
2026-08-04 09:31
近日,由人力资源社会保障部、安徽省人民政府共同主办的“创赢未来”创业大赛(以下简称“大赛”)全国赛在安徽合肥圆满收官。在大赛同步举办的创业安徽成果展区,一瓶瓶单原子农药整齐陈列,它们同样是“人工智能+创业”的杰作。
2026-08-04 09:31
加载更多