癌症计算机模型确定治疗COVID-19的新药物组合

通过调整最初为了解癌细胞生物学而开发的计算机模型，伦敦大学学院的科学家们发现了新的药物组合，有可能在疾病的不同阶段治疗COVID-19感染的严重病例。

研究人员表示，这些发现可能有助于降低与COVID-19相关的死亡人数，并减轻医疗系统的压力。

发表在数字医学这项研究测试了干扰SARS-CoV-2感染的不同方面的潜在影响，以及人体对病毒的反应。研究结果确定了可能适合治疗COVID-19患者的现有疗法。

虽然现在已经有了COVID-19的疫苗和治疗方法，但仍然迫切需要更多有效和负担得起的治疗方法。SARS-CoV-2感染病例仍然极有可能发生，特别是在出现新的变种时。

处理病毒复制和免疫反应

由于需要考虑疾病的不同阶段，COVID-19的治疗开发非常复杂。早期症状通常由病毒复制而后期和更严重的疾病是由身体自身免疫防御的过度反应引起的。

因此，疾病的不同阶段可能需要不同的治疗方法——如果时机不对，可能会产生严重的后果:如果为了防止病毒复制而增强免疫反应，如果它们已经在加速的话，可能会具有高度的破坏性。

病毒、被感染细胞和宿主免疫反应之间的相互作用涉及一个高度复杂的相互作用网络。因此，使用治疗方法干扰这些相互作用可能会对整个网络产生影响，这可能有助于清除病毒，但也可能破坏重要的细胞过程并引起有害的副作用。

模型的解决方案

癌症研究人员也面临着类似的问题。为了应对这一挑战，伦敦大学学院的研究员贾斯敏·费舍尔教授开发了癌细胞生物学的计算机模型，该模型模拟了细胞的生化和代谢途径，以及它们是如何被导致细胞不受控制的生长的致癌突变所颠覆的。

使用这些模型，Fisher实验室可以探索如果特定的通路或细胞过程被单独或组合抑制会发生什么，这样就可以确定干预的最佳目标，并预测可能的有害副作用。

“我们意识到我们可以模型该研究的主要作者、伦敦大学学院癌症研究所的费舍尔教授说:“使用我实验室最初开发的计算框架预测癌症患者的个性化治疗组合，并使用它预测治疗COVID-19的有效重新使用药物组合。”

“我们整理了当时关于呼吸道细胞感染SARS-CoV-2的信息免疫反应到感染，建立病毒感染和COVID-19疾病过程的动态模型。我们的研究主要集中在两个关键阶段:初始后的病毒复制感染(在出现严重症状之前)和晚期免疫驱动疾病，这通常更严重，”Fisher教授说。

研究小组确定了一系列已经获得许可或处于后期开发阶段的治疗药物，这些药物针对的过程被认为在这两个阶段很重要。然后他们用他们的计算机模型去探索可能发生的事情细胞当这些过程被抑制时，模仿疗法的作用。该模型提供了对病毒复制和宿主反应的影响，以及与疾病治疗和安全性相关的可能净效应。

重要的是，Fisher教授和同事们能够验证他们的模型，他们展示了已经用于治疗COVID-19不同疾病阶段的治疗方法(如抗病毒药物和抗炎药物)的预测效果与临床研究中看到的效果相符。

硅筛分

利用这种方法，研究小组检测了9870对作用于140个潜在细胞靶点的化合物。他们能够确定新的治疗组合，预计在疾病的早期或晚期都是有益的，以及它们可能安全部署的“窗口期”。例如，两种药物(Camostat和Apilimod)的联合被预测对病毒复制有特别大的影响。伦敦大学学院感染与免疫学部的Ann-Kathrin Reuschl博士和Clare Jolly教授使用活SARS-CoV-2细胞培养试验证实了这种强大的抗病毒作用。

该研究还确定了与轻度、早期严重和晚期严重疾病相关的细胞反应，如某些细胞因子的水平。这些可能具有重要的生物标志物作用，在最合适的时间指导治疗方法的使用。“我们不仅需要知道哪些药物可能对COVID-19有效，还需要知道它们何时可能起作用。我们的模型既是一种高效的方法，可以优先评估药物作为COVID-19的治疗方法，也可以帮助确保COVID-19患者得到正确的治疗药物在正确的时间，”费舍尔教授说。