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智东西|AI是否能成为新冠特效药？全球多家制药公司使用AI攻关新药


智东西|AI是否能成为新冠特效药？全球多家制药公司使用AI攻关新药
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智东西编|子佩
【智东西|AI是否能成为新冠特效药？全球多家制药公司使用AI攻关新药】智东西9月27日消息 ， 抗病毒药物具有时间长、病毒变异快等特点 ， 世界范围内多家药物研发公司正引用机器学习、深度学习等AI技术来筛选、检测现有药物或全新的类药物分子 ， 用以研发可以阻断病毒并能批量生产的抗病毒药物 。
其中 ， 位于巴黎的Iktos和位于美国的SRIBiosciences研发并合成了第一轮针对新冠肺炎的抗病毒药物试验品 ， 并已进入测试阶段 。
一、AI工具进军制药行业 ， 意缩短研发周期至六个月
在去年的一次会议上 ， 亚恩·加斯顿·马修（YannGaston-Mathé）和内森·柯林斯（NathanCollins）一见如故 。 马修是位于巴黎的AI公司Iktos首席执行官兼联合创始人 ， Iktos的主要业务是通过深度学习模型设计虚拟的新型分子 ， 柯林斯则是硅谷非营利组织SRIInternational子公司SRIBiosciences的首席战略官 ， 领导的自动合成化学平台为制造分子提供方法 。
“SRIBiosciences恰好能将我们设计出的新药制造出来 ， 这样两家公司的业务正好互补了 。 ”提起后面的合作 ， 马特回忆说 。
所以在2019年末 ， 他们共同发起了一个项目 ， 计划设计一款阻断流感蛋白质的抗病毒药物 。 随后新冠肺炎爆发 ， 加斯顿·马特和柯林斯了解到病毒的罪魁祸首SARS-CoV-2所依赖的蛋白质与他们所想要阻断的流感蛋白质相似度达到了97％ ， 因此 ， 双方加快了研发进度 。
治疗新冠肺炎的第一批抗病毒药物可能来自对现有药物的筛选 。 例如 ， Remdesivir最初用于治疗埃博拉病毒 ， 现已被证明可以加快新冠肺炎患者的康复速度 。 但针对某病毒制造的药物在用于治疗另一病毒时 ， 通常效力有限且可能产生副作用 。 如果研究人员生产出针对SARS-CoV-2的抗病毒药物 ， 那么该药物可能比Remdesivir更安全有效 。
除此之外还有一个致命问题：传统的药物研发速度太慢 ， 无法应对突发疫情 。 从头开始设计药物通常需要三到五年的时间 ， 而这还未算上之后临床试验的时间 。 “我们的目标是将AI和自动化相结合 ， 将时间缩短到六个月或更短 ， ”柯林斯说 ， “让药物研发快一点 ， 再快一点 。 ”
小型生物技术公司和大型制药公司都认同这种观点 ， 其中许多公司现在正在不断发展以超级计算能力为后盾的自动化技术 ， 以前所未有的速度和范围对新冠疫情以及下一次大型传染病进行预测、设计和测试新的抗病毒药物 。
“整个行业都在使用这些工具 ， ”国际抗病毒研究协会会长 ， 汉堡一家药物研发公司Evotec的执行副总裁KaraCarter说 。 “我们不仅需要新抗病毒药物来治疗人群中可能存在的SARS-CoV-2感染 ， 还需要它们来治疗未来会到达的病原体 。 ”
二、抗病毒药物的研发困境 ， 面临三大难点
抗病毒药物与疫苗有着根本的不同 ， 疫苗可以帮助免疫系统防御病毒入侵 ， 产生的抗体可以增强人体的免疫反应 。 而相比之下 ， 抗病毒药物是一种化合物 ， 通过与特定蛋白质结合、阻止其功能 ， 从而使病毒无法自我复制 ， 阻断其传播 。
SARS-CoV-2病毒预计有25到29种蛋白质 ， 但并非所有蛋白质都是合适的药物靶标 。 正在研究阶段的药物靶标有：外部刺突蛋白 ， 该蛋白可以直接与人细胞的受体结合 ， 两种称为蛋白酶剪刀状酶 ， 可将长条病毒蛋白切成细胞内的功能片段 ， 以及聚合酶复合物等 。
但是仅仅是选出附着于靶蛋白的药物也是不够的 ， 化学家们还需要考虑该药物与靶标结合的紧密程度 ， 是否也与其他物质结合 ， 在体内代谢的速度等 。 候选药物大概需要达到10到20个这样的条件 。
“但这些条件常常看起来相互之间是不相关的或矛盾的 。 ”马特说 。


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