2020年8月6日

使用AI来解决COVID治疗供应问题

信用:Pixabay / CC0公共领域

现在是2021年,全世界都有用于COVID-19的安全疫苗以及用于治疗该疾病的药物。但是现在,我们面临一个严重的问题:我们如何制造数十亿剂药物?

研究人员担心,在美国大流行初期,导致卫生纸短缺的供应链问题可能会导致合成COVID-19治疗剂和疫苗所需的精细化学品出现同样的问题。

现在,密歇根大学的一支化学药剂师团队已经利用人工智能为正在研究治疗COVID-19的12种药物找到了替代药物构建基块。

U-M研究员药物化学与化学副教授Tim Cernak说:“世卫组织已经开始讨论谁将是第一个获得COVID-19疫苗的人。”

“只要打给最重要的工作组,即基本工人,病人,老人,我们就需要42亿剂疫苗,因为给药方案是每人至少两剂,而且会浪费。对于我们的合成化学家来说,真正生产这种药物的人,这个数字真是令人难以置信。 危机。”

例如,研究人员说 用于治疗COVID-19的是雷姆昔韦。爆发开始时,这种抗病毒核苷酸药物只有5,000种。截至7月13日当周,美国每天增加约60,000例冠状病毒感染病例。

化学品供应商MilliporeSigma与Cernak及其实验室联系,以设计解决供应问题的方案。 Cernak和他的小组针对目前正在考虑用于治疗COVID-19的药物,对联邦临床试验数据库进行了梳理,然后使用了 软件Synthia,以确定将药物组合在一起的新方法。

塞纳克说:“一种药物具有确定的结构。” “比方说,您的药物中含有12个原子:三个氮和九个碳。将这三个氮和九个碳固定在位的方法不止一种。

“合成化学家使用一种方法将目标分解为简单的市售构建基块。您必须知道哪些反应会在向前方向起作用,将构建基块拼接在一起,但是我们倾向于考虑复杂的分解过程药物分子变成简单的碎片,我们称之为逆合成。”

Cernak和他的团队追踪了目前正在研究中的用于治疗COVID-19的12种药物的合成序列。这些药物包括溴己辛,卡莫司他,cobicistat,达那那韦,favipiravir,加利地韦,奈非那韦,利托那韦,umifenovir,利巴韦林,伦地昔韦和巴利替尼。

该团队使用众包来调查大量已发布和获得专利的合成路线,以制造这12种药物。然后,研究人员将这些已知路线编码到AI软件中,并要求其提出新的配方。

这种方法使研究人员可以浏览药物靶标化合物供应链中已经存在的原材料。每次搜索通常都会返回多个建议,然后研究人员根据起始材料的整体经济性和整体顺序对这些提议进行筛选。

“我们为其中一些潜在疗法找到的路线可能比现有路线更长,但是在大多数情况下,例如umfenovir,我们实际上是在寻找比目前可用的路线更短且起始材料更便宜的路线,”切尔纳克说。 “我们找到了一种一步生产治疗性溴己辛的方法,我们对此颇为关注。”

由...提供 密西根大学

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