AI助力抗击细胞因子风暴,可有效对抗新冠“夺命帮凶”

 2022-05-10 12:20:26    12  

AI助力抗击细胞因子风暴,可有效对抗新冠“夺命帮凶”

摘要:大约15%-20%的新冠感染者会出现急性感染症状,进而发展为过度炎症,这种炎症由体内的细胞因子风暴所引起。著名癌症中心Fred Hutchinson的研究人员发现,使用AI技术识别的化合物可有效清除小鼠细胞内的炎症反应,其在新冠感染患者或前列腺癌患者中皆有应用前景。

据Fred Hutchinson癌症研究中心报道,该中心的研究人员已经使用机器学习、深度神经网络和其他人工智能工具来筛选、识别和验证少数已被FDA批准的药品中的化合物,惊喜地发现这些化合物可应对新冠急性感染患者和前列腺癌患者体内发生的细胞因子风暴。

细胞因子风暴,也称为高细胞因子血症或免疫系统反应失控,是在人类和其他动物体内发生的生理学反应,其中由先天免疫系统引起的不受控制和过度释放促炎细胞因子是主因。通常,细胞因子是机体对感染的免疫反应的一部分,但是它们的突然释放会导致多系统器官衰竭甚至死亡[1]。细胞因子风暴是许多在ICU中挣扎求生的COVID-19患者的主要敌人,也是新冠疫情中引发患者死亡的一个重要因素。

上述相关研究以题为“Machine learning identifies molecular regulators and therapeutics for targeting SARS-CoV2-induced cytokine release”的论文发表在Molecular Systems Biology上(图1)。

AI助力抗击细胞因子风暴,可有效对抗新冠“夺命帮凶”

图1 研究成果(图源:[2])

通讯作者Gujral表示,在新冠病毒肆虐的背景下,识别和验证FDA批准的或临床级的化合物,可有效抑制炎性细胞因子的产生(图2)。例如,研究组发现,一种名叫波纳替尼的多酶抑制剂是一种有效的细胞因子抑制剂,已被FDA批准用于某些白血病患者,可以应对SARS-CoV-2及其新兴变体中的炎症反应。

AI助力抗击细胞因子风暴,可有效对抗新冠“夺命帮凶”

图2 系统生物学家Taran Gujral博士(图源:[2])

此外,Gujral与Pete Nelson博士团队合作的一项癌症研究以题为“Computational modeling identifies multitargeted kinase inhibitors as effective therapies for metastatic, castration-resistant prostate cancer”的论文发表在《美国国家科学院院刊》上,该研究表明这种基于人工智能发现的药物在一种转移性去势抵抗性前列腺癌中同样有效(图3)[3]。

AI助力抗击细胞因子风暴,可有效对抗新冠“夺命帮凶”

图3 相关研究成果(图源:[4])

为了弄清具体路径,该团队决定专注于激酶——一种协调细胞内分子通路的酶,它可以对细胞因子从释放到细胞生长的整个过程进行调节。利用细胞因子调节激酶的作用,Gujral实验室的Vijay开发了算法来模拟细胞如何对428种单独的激酶抑制剂作出反应。

Gujral开发的“多药理学”AI方法将数学与激酶抑制剂相结合。每种抑制剂作用于一组不同的激酶,然后研究人员使用复杂的计算方法去探究答案。通过此种方法,研究人员能够缩小对刺突蛋白介导的细胞因子释放贡献最大的激酶范围,发现了一些和细胞因子风暴途径相关且对研究有帮助的其他激酶。

Gujral表示,此种新型的药理学方法具有广阔的应用潜力,因为它可以以相对客观的方式识别所有可能对细胞因子释放产生重要影响的下游激酶。此次研究的“细胞因子风暴”现象并非特定于COVID-19感染中,而是可以更深入研究免疫细胞应如何应对病毒攻击、细菌或癌症的威胁,具有很高的研究价值。

题图来源:搜狐网,仅用于学术交流。

撰文|露娜

排版|乔维钧

End

参考资料:

[1]https://www.news-medical.net/health/What-is-Cytokine-Storm.aspx

[2]Chan M, Vijay S, McNevin J, et al. Machine learning identifies molecular regulators and therapeutics for targeting SARS-CoV2-induced cytokine release. Mol Syst Biol. 2021 Sep;17(9):e10426. doi: 10.15252/msb.202110426. PMID: 34486798; PMCID: PMC8420181.

[3]https://www.fredhutch.org/en/news/center-news/2021/09/hutch-scientists-using-ai-identify-potential-covid-cancer-therapies.html

[4]Bello T, Paindelli C, Diaz-Gomez LA, et al. Computational modeling identifies multitargeted kinase inhibitors as effective therapies for metastatic, castration-resistant prostate cancer. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Oct 5;118(40):e2103623118. doi: 10.1073/pnas.2103623118. Epub 2021 Sep 30. PMID: 34593636; PMCID: PMC8501846.

本文系生物探索原创,欢迎个人转发分享。其他任何媒体、网站如需转载,须在正文前注明来源生物探索。AI助力抗击细胞因子风暴,可有效对抗新冠“夺命帮凶”
  •  标签:  
相关推荐
AI助力抗击细胞因子风暴,可有效对抗新冠“夺命帮凶”科技数码

5月16日,中国信通院公布了今年3月国内手机市场的出货量数据,2022年3月国内手机市场总出货量为2146万部,同比下降了40.5%之多。今年第一季度,国内市场手机总体出货量为6934.6万部,同比下降29.2%,暴跌近三成。中老年人换机频率极低,智能手机的消费主力是年轻人,所以手机出货量暴跌和年轻人换机需求的大幅下滑,有非常大的关系。此前“00后为什么不愿换手机”、“年轻人为什么不愿换手机”都曾引发热议,那为什么大家都不换手机?在笔者看来,无非有以下三点原因。第一,手机性能越来越强,没必要换随

2022-05-17  0
AI助力抗击细胞因子风暴,可有效对抗新冠“夺命帮凶”科技数码

*美股分化,纳指跌1.2%,能源、医药板块走强;*美油大涨超3%,美国汽油价格创历史新高;*纽约联储制造业指数3个月内第二次萎缩。美国股市周一窄幅震荡,市场情绪依然受困于美联储积极采取紧缩政策以及全球经济放缓的风险,科技股持续承压。截至收盘,道指涨26.76点,涨幅0.08%,报32223.42点,纳指跌1.20%,报11662.79点,标普500指数跌0.39%,报4008.01点。能源和医疗保健板块领涨,可选消费、信息科技板块表现不佳。科技股表现分化,Meta涨0.7%,微软涨0.1%,苹果

2022-05-17  0
AI助力抗击细胞因子风暴,可有效对抗新冠“夺命帮凶”科技数码

来源:工人日报客户端原标题:“黑科技”可使燃煤年减少二氧化碳排放量近4150万吨工人日报—中工网记者 邹明强 通讯员 郑晶5月16日,由华中科技大学相关团队参与的“以空气为载体基于余热蒸发浓缩高盐废水及零排放技术”项目通过了中国电力企业联合会的鉴定。华中科大教授张军营估算,全国电厂如能广泛采取该技术,预计每年可减少二氧化碳排放量近4150万吨。作为中国能源绿色低碳转型的关键,如何发挥好燃煤电厂的调峰保障作用,同时兼顾煤炭低碳清洁化利用,是一项重要的课题。一直以来,脱硫废水都是燃煤电厂处理难度最大

2022-05-17  0
AI助力抗击细胞因子风暴,可有效对抗新冠“夺命帮凶”科技数码

工人日报-中工网记者 吴铎思今年,新疆维吾尔自治区昌吉州选取首批21家综合能耗超过万吨标煤的重点用能企业,在全疆率先试点建设碳账户,精准核算企业碳排放数据,科学制定碳排放强度评价标准,配套财税、金融、产业等差异化支持政策,以此撬动工业企业转型升级、绿色低碳发展。多种能源富集的新疆,近些年来,加强科技创新驱动,推广应用新技术新工艺,循环经济产业链不断延伸,绿色成为发展主色调。随着煤矿生产与煤化工“绿色”新技术、新工艺的广泛应用,各地煤炭清洁生产、高效清洁利用不断取得新进展、,走上绿色发展之路。在淖

2022-05-17  1
AI助力抗击细胞因子风暴,可有效对抗新冠“夺命帮凶”科技数码

2022年全国科技活动周广西活动暨第三十一届广西科技活动周·广西创新驱动发展成果展新闻通气会现场。广西新闻网记者 童莹 摄广西新闻网南宁5月16日讯(记者 童莹)5月16日,记者从2022年全国科技活动周广西活动暨第三十一届广西科技活动周·广西创新驱动发展成果展(以下简称广西科技“两周一展”)新闻通气会获悉,2022年广西科技“两周一展”以“走进科技 你我同行”为主题,将于5月21至28日在全区范围举办。据了解,本届广西科技“两周一展”由“1个仪式、1个展会、8大活动”构成。其中,2022年广西

2022-05-17  1

原文链接:https://www.tscy18.com/kejism/16169.html

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 315661083@qq.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。