新型冠状病毒疫情极大地影响着人类生活的方方面面。在过去的5个月中,科研人员共发表超过1.9万篇关于SARS-CoV-2 / COVID-19病毒的文章。俄罗斯奥列霍维奇生物医学化学研究所生物信息学系主任、俄罗斯科学院通讯院士弗拉基米尔·波罗伊科夫指出:
“很遗憾,这其中许多文章是相互矛盾的,根据作者的理论并不总是可以得出结论。”
1月25日,新型冠状病毒的第一个基因组被破译。如今,已经有数千个被破解的基因组,这项工作还在继续。2月5日,成功解析新型冠状病毒关键药物靶点—主蛋白酶的高分辨率三维空间结构,这使得进一步采用分子建模方法来寻找抗COVID-19病毒的药物成为可能。
了解病毒的结构和生命周期可以确定最有前景的靶点。
全球最著名的医学期刊—《柳叶刀》发表的一篇文章指出,两种抗疟药—羟基氯喹和氯喹在新型冠状病毒治疗中的使用还不够充分。这篇文章广泛收集了临床资料。但是,几天后,文章三位作者撤回了他们的签名。
“新”药物—被遗忘的旧药
由于寻找和研制疫苗需要很长的时间,因此科学家正在尝试重新配置已知的药物。3月首次尝试重新配置药物,两个大型研究团队进行了系统性的药物搜索。在一项研究中发现了13种活性化合物,而另一项研究中发现了64种。
计算机预测
疫情开始初期,欧洲就启动了Grand Challenge Against Covid-19项目。组织方提出了6个靶点,通过三种独立计算机方法找到具有10亿以上可用结构的物质,包括被批准用于治疗的药物。
由弗拉基米尔·波罗伊科夫率领的俄罗斯科学家团队研究PASS计算机程序已有30多年的时间,预测出超过5000种生物活性化合物,他们最终选择了4个靶点。 弗拉基米尔·波罗伊科夫表示:
“我们具备利用大数据工作的经验,与美国国家癌症研究所合作的项目中包括约十亿种化学化合物。在搜索研究中,我们使用过三种方法—相似性搜索、机器学习和分子对接。此前的项目结果表明,通过这些方法,我们找到了活性化合物。”
俄罗斯科学家在研究中得出结论认为,需要对药物治疗问题进行全面分析,包括训练样本(Training sample)的制备、专业信息计算系统训练、根据预测和测试筛选有前景的分子。
目前,已选择出超过3.2万个可能作用于靶点的分子,然后进行机器分析,选择出几种潜在的抑制剂,通过分子建模显示出与该病毒主要蛋白酶的良好相互作用。科学家说:
“对于COVID-19,我们必须从零开始创建训练样本。抗新型冠状病毒药物的预测程序几乎准备完毕,下个月我们将提出首批成果。”