藥物組合篩選正從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”向“數(shù)據(jù)智能”轉(zhuǎn)型,其未來趨勢體現(xiàn)在三個(gè)維度:一是多組學(xué)數(shù)據(jù)整合,通過構(gòu)建藥物-靶點(diǎn)-疾病關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò),挖掘隱藏的協(xié)同機(jī)制。例如,整合藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)相互作用及臨床療效數(shù)據(jù),可發(fā)現(xiàn)“老藥新用”的組合機(jī)會(huì)(如抗抑郁藥與抑炎藥的聯(lián)用醫(yī)療抑郁癥);二是人工智能深度應(yīng)用,基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)(GAN)或強(qiáng)化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)新型藥物組合,突破傳統(tǒng)組合思維。例如,DeepMind開發(fā)的AlphaFold3已能預(yù)測藥物-靶點(diǎn)復(fù)合物結(jié)構(gòu),為理性設(shè)計(jì)協(xié)同組合提供工具;三是臨床實(shí)時(shí)監(jiān)測與動(dòng)態(tài)調(diào)整,通過可穿戴設(shè)備或液體活檢技術(shù)持續(xù)采集患者生物標(biāo)志物(如循環(huán)tumorDNA、代謝物),結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)模擬藥物組合效果,實(shí)現(xiàn)醫(yī)療方案的實(shí)時(shí)優(yōu)化。終,藥物組合篩選將與精細(xì)醫(yī)療、再生醫(yī)學(xué)及合成生物學(xué)深度融合,推動(dòng)醫(yī)學(xué)從“對癥醫(yī)療”向“系統(tǒng)調(diào)控”跨越,為復(fù)雜疾病治療帶來改變性突破。高通量篩選技能加速聯(lián)合用藥研討。耐藥全庫篩選
盡管前景廣闊,藥物組合篩選仍面臨多重挑戰(zhàn):一是實(shí)驗(yàn)復(fù)雜性,和藥物相互作用可能隨劑量、時(shí)間、細(xì)胞類型變化,需設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(如實(shí)時(shí)細(xì)胞成像、單細(xì)胞測序)捕捉動(dòng)態(tài)效應(yīng);二是臨床轉(zhuǎn)化瓶頸,動(dòng)物模型與人體環(huán)境的差異可能導(dǎo)致體外協(xié)同效應(yīng)在體內(nèi)失效,需開發(fā)更貼近生理?xiàng)l件的3D組織模型或類organ平臺(tái);三是數(shù)據(jù)整合難題,高通量篩選產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)(如細(xì)胞活性、基因表達(dá)、代謝組學(xué))需通過AI算法挖掘隱藏的協(xié)同模式,例如深度學(xué)習(xí)模型可預(yù)測藥物組合對特定患者亞群的療效。未來,藥物組合篩選將向“精細(xì)化”和“智能化”發(fā)展:結(jié)合患者基因組、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)定制個(gè)性化組合方案,利用器官芯片技術(shù)模擬人體organ間的相互作用,終實(shí)現(xiàn)從“經(jīng)驗(yàn)性聯(lián)用”到“基于機(jī)制的精細(xì)組合”的跨越,為復(fù)雜疾病醫(yī)療開辟新范式。高通量藥物篩選方法高通量藥物篩選的意義及其在我國的發(fā)展趨勢。
新為醫(yī)藥的噬菌體展現(xiàn)文庫目前,噬菌體展現(xiàn)技術(shù)由于其高效、簡潔及體外控制在原核或真核系統(tǒng)中原則參數(shù)的才能正逐漸成為出產(chǎn)醫(yī)治用抗體的重要技術(shù)平臺(tái)。新為醫(yī)藥自主設(shè)計(jì),研制的噬菌體展現(xiàn)抗體文庫現(xiàn)已投入使用,具體包括噬菌體展現(xiàn)組成抗體文庫和天然抗體文庫,可以通過親和淘選、細(xì)胞分選等挑選方法,挑選陽性抗體分子;還可以同步進(jìn)行蛋白質(zhì)/抗體的親和力老練等分子定向進(jìn)化,發(fā)生具有更高的親和力和穩(wěn)定性先導(dǎo)抗體分子,可用于動(dòng)物藥理實(shí)驗(yàn)的潛在抗體藥物。
藥物組合篩選的技術(shù)路徑主要包括高通量篩選、基于機(jī)制的理性設(shè)計(jì)和計(jì)算生物學(xué)輔助預(yù)測三大方向。高通量篩選通過自動(dòng)化平臺(tái)(如微流控芯片、機(jī)器人液體處理系統(tǒng))同時(shí)測試數(shù)千種藥物組合對細(xì)胞或模式生物的活性,快速鎖定潛在協(xié)同對;理性設(shè)計(jì)則基于疾病分子機(jī)制(如信號通路交叉、代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控),選擇作用靶點(diǎn)互補(bǔ)的藥物進(jìn)行組合,例如將EGFR抑制劑與MEK抑制劑聯(lián)用,阻斷腫瘤細(xì)胞增殖的多條信號通路;計(jì)算生物學(xué)方法(如機(jī)器學(xué)習(xí)模型、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué))通過分析藥物-靶點(diǎn)-疾病關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù),預(yù)測具有協(xié)同潛力的組合,減少實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)成本。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需嚴(yán)格控制變量,通常采用棋盤滴定法、等效線圖法或Bliss單獨(dú)性模型量化協(xié)同效應(yīng),并結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)分析(如Loewe加和性模型)排除假陽性結(jié)果。用于高通量試驗(yàn)篩選的化合物庫有哪些?
未來,藥劑篩選將向智能化、準(zhǔn)確化、綠色化方向發(fā)展。人工智能(AI)技術(shù)將深度融入篩選流程,例如通過深度學(xué)習(xí)預(yù)測分子與靶點(diǎn)的結(jié)合模式,加速虛擬篩選;利用生成對抗網(wǎng)絡(luò)(GAN)設(shè)計(jì)全新分子結(jié)構(gòu),擴(kuò)展化合物庫多樣性。此外,類organ和organ芯片技術(shù)的興起,使篩選模型更接近人體生理環(huán)境,提升結(jié)果可靠性。例如,基于患者來源的類organ進(jìn)行個(gè)性化藥物篩選,可顯著提高ancer醫(yī)療成功率。同時(shí),綠色化學(xué)理念的推廣促使篩選實(shí)驗(yàn)采用更環(huán)保的溶劑(如離子液體)和檢測方法(如無標(biāo)記生物傳感器),減少對環(huán)境的影響。隨著技術(shù)的進(jìn)步,藥劑篩選將更高效、更準(zhǔn)確地推動(dòng)藥物研發(fā),為全球健康挑戰(zhàn)(如耐藥性、神經(jīng)退行性疾?。┨峁﹦?chuàng)新解決方案,并重塑制藥行業(yè)的競爭格局。蛋白質(zhì)與高通量藥物篩選化合物庫。候選藥物分子篩選
高通量藥物篩選的意義有哪些?耐藥全庫篩選
2021年2月18日,Cell雜志背靠背在線宣布Broad研討所HHMI研討員JohnG.Doench實(shí)驗(yàn)室的Massivelyparallelassessmentofhumanvariantswithbaseeditorscreens及哥倫比亞大學(xué)歐文醫(yī)學(xué)中心AlbertoCiccia實(shí)驗(yàn)室的FunctionalinterrogationofDNAdamageresponsevariantswithbaseeditingscreens研討論文。兩篇文章均以單堿基修改東西CBE為基礎(chǔ),開發(fā)出點(diǎn)驟變功用研討的高通量挑選新渠道。兩文研討者還憑借新的挑選渠道分別對ClinVar數(shù)據(jù)庫中的數(shù)萬種點(diǎn)驟變及近百種DNA損傷應(yīng)對(DDR)基因的點(diǎn)驟變功用進(jìn)行高通量分析,為高通量挑選新渠道的未來使用及DDR基因的功用研討打下了良好的基礎(chǔ)。耐藥全庫篩選