用AI找到新冠病毒罩門 比瑞德西韋強27倍的解藥在台灣

出處/康健雜誌 文/陳俊辰 圖/Pixabay
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全球各國爭搶新冠肺炎疫苗如火如荼之際,另一個終止疫情的重要關鍵;究竟何時會出現新冠肺炎特效藥?台灣最近端出了亮眼成績,找到4款抗病毒藥物。

陽明交通大學、國防醫學院、中研院、台灣大學等機構學者及醫師聯手的跨領域團隊找到4款抗病毒藥物,其中1種的效力在猴子細胞試驗中甚至比先前多國曾寄予厚望的瑞德西韋高出27倍。這項大型研究計劃的部分成果已發表在國際奈米科學領域排名第一的期刊《美國化學學會月刊:奈米領域(ACS Nano)》。

引人注目的是,這款代號JMY206的藥物在細胞及動物試驗呈現出不只一種效果,研究主持人、陽明交大生物科技學院院長楊進木指出,JMY206能阻止新冠病毒入侵、抑制病毒複製,並且降低宿主的過激免疫反應,避免宿主被失控的免疫系統傷害,「這是全球首次發現同時具有3種功能的藥。」

另一個有趣的點是,JMY206是美國食品藥物管理局(FDA)已核准的上市藥,原先的用途則和治療新冠肺炎一點也不相干;它是一種抗發炎藥。換言之,台灣團隊從舊藥中如同淘金般篩出了可能的病毒解藥。

(國內團隊透過AI算出多功效潛力藥JMY206,效果比各國矚目的瑞德西韋更強。圖片來源 / 陽明交大提供)

善用舊藥新用策略優勢

要挺身和銀彈、研發人力充沛的大國競爭,研究團隊轉換思考,避開硬碰硬來打這場仗,不再是從0到1開發出一款新藥,而是借力使力,從人類已用來治病的大量藥品中找出有機會壓制病毒的藥。這種策略稱做「舊藥新用」,能帶來兩個優勢,一是研發時間變短、成本降低,二是這些藥已經用在臨床治療,基本上已確認對人體副作用小,可以大幅縮短新藥上市前最耗時的臨床試驗時間。

但是,從舊藥入手看似要比從無到有簡單,實際上做起來處處難關。第一個要克服的棘手問題是新冠肺炎病毒的變異性。

新冠病毒的突變速度比大多數病毒更快,這也是為什麼近一年來全球不斷爆發變種病毒疫情的主因。特別是病毒的關鍵蛋白質SARS-CoV-2 3CL protease,它是一種酵素,能在病毒進入人體後催化病毒活性,轉變為具有傳染力的成熟狀態,是新冠肺炎傳播的關鍵。然而它的分子結構不停突變,要製作出能穩定黏附其上、破壞酵素活性的藥物相當不易,導致全球研發新藥之路一直顛簸難行。

活用「人臉辨識」概念,直擊病毒死穴

為打破這道高牆,研究團隊先收集許多冠狀病毒的3CL protease的分子結構圖像,接著以AI(人工智慧)技術解析。打個比方,就像收集一個惡棍和他近親的大量照片,盡管他們長相、穿著都不一樣,AI還是有辦法從中發掘出不變的特徵。相當於對關鍵蛋白質發展出一套「人臉辨識」技術,不管病毒再怎樣狡猾變裝,都能在蛋白質結構上指認出穩定不變的區域,這個區域就是藥物可以攻擊的罩門。

(圖片來源 / Pixabay)

接著,團隊把2,000多種FDA核准的上市藥、5萬多種天然物質的分子結構輸入電腦,將藥與蛋白質結構進行配對及篩選,用電腦程式取代人力,將需要實驗人員重複數萬次、甚至數十萬次的枯燥繁重工作,搬到電腦的虛擬世界裡完成,最後留下15種候選藥。

再下一步,這些潛力藥會送進實驗室進行細胞試驗及動物試驗,最後過濾出抑制病毒效果最好的4種藥。包括JMY206、抗C型肝炎藥巴色匹韋(Boceprevir)、特拉匹韋(Telaprevir),以及抗愛滋病藥物奈非那韋(Nelfinavir)。

楊進木透露,除了將研究成果申請專利,確保競爭優勢,團隊未來也規劃混合瑞德西韋與JMY206成分製成新藥方,或許能將療效再加成。

截至2021年2月22日,全球新冠肺炎患者超過1.1億,247萬人死亡。在終止疫情的抗疫戰場上,台灣團隊用新思維、新技術,證明台灣並未缺席。

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