東北大學的研究人員已經發現了40種可能用於治療COVID-19的新藥物。

周三，東北大學複雜網絡科學研究中心報道了這一發現，該發現來自一個基於網絡科學的感染動力學建模工具，包括複雜的數學、物理和計算。

該工具集描繪了細胞被SARS-CoV-2劫持後，人類細胞內蛋白質的行為方式。SARS-CoV-2是一種新型冠狀病毒，可導致COVID-19疾病。

"我們已經優先考慮了更多的藥物，但實際上我們正在努力推進40種藥物，"網絡科學Robert Gray Dodge教授、東北大學傑出物理學教授的Albert-Laszlo Barabasi說。

Barabasi的團隊已經在與哈佛大學的實驗生物學家進行討論，開始在人類細胞係中測試這些藥物。

細胞內不同種類蛋白質的相互作用在協調控製我們身體的複雜生化反應中起著關鍵作用。這就是為什麼，理解病毒如何傳播的最好方法是識別人類細胞內所有的分子相互作用，以及這些相互作用在蛋白質與細胞內遺傳物質相互作用時所形成的網絡。

他說："幾乎所有的疾病都是通過細胞網絡傳播的。病毒有一種特別快的方式來做到這一點，因為它正在入侵細胞，在這種情況下，它有26種蛋白質，有效地在網絡的多個點上進行非常快速和有效的擾動。"

Barabasi最初在2012年和一組研究人員一起開發了這個模型來研究其他人類病毒，該模型還預測SARS-CoV-2可能會攻擊大腦中的細胞。報告稱，這一發現可能有助於解釋最近的報告，即早期的COVID-19症狀包括失去嗅覺和味覺。

新的藥物名單增加了研究人員已經確定的其他可能的治療方法。Barabasi的模型確定了其中幾種藥物，以及其他未被考慮的藥物。

"我們可以這樣做的原因是我們沒有限製用來攻擊那些病毒攻擊的蛋白質的藥物，"Barabasi說。"我們還可以發現針對該病毒目標靶點的藥物。"

在進入人體後，SARS-CoV-2迅速劫持人體細胞並將其改造成病毒複製機器。這種病毒依賴於一組突出的蛋白質，所有其他種類的冠狀病毒都以此命名--一組類似於冠狀病毒的尖刺。當這些病毒蛋白質附著在健康細胞的蛋白質上時，它們會破壞細胞的基本功能，並使細胞產生數百萬種不同的病毒。

建模病毒感染的第一步是了解哪些蛋白質幫助SARS-CoV-2攻擊劫持人類細胞。研究人員最近報告說，有332種這樣的蛋白質。

Barabasi的工具集模擬了冠狀病毒靶向的332種蛋白質的作用，並預測了這些蛋白質可能在細胞內觸發導致COVID-19症狀的其他機製。

該模型關注的是能夠對抗病毒的藥物，這些藥物不僅可以在病毒首次以人類細胞為目標時中和病毒的S蛋白，還可以幹擾人類蛋白和基因之間的其他相互作用。這些治療的目標是細胞內病毒工作的區域，而不是直接針對病毒，並可能影響SARS-CoV-2增殖所需的蛋白質編碼方式。

Barabasi說："隻要確定病毒襲擊的區域，我們就可以確定哪些藥物可能會襲擊同一個區域，因此可以有效地對抗病毒。"

而且，他說，最好的候選藥物可能是那些不針對SARS-CoV-2最初攻擊的蛋白質，但在相同的亞細胞內起作用的藥物。

"市場上很少有直接針對疾病蛋白本身的藥物，"Barabasi說。"僅僅知道病毒針對的是什麼蛋白質還不足以讓我們找到這種藥物，我們需要非常清楚地了解網絡中這些攻擊點的鄰近區域。"

哈佛大學醫學院(Harvard Medical School)生物醫學信息學助理教授Marinka Zitnik利用機器學習幫助Barabasi的團隊梳理現有的數據，這些數據是關於已經上市或正在臨床試驗的藥物，這些藥物可以用來治療COVID-19。

Joseph Loscalzo是哈佛醫學院赫西醫學理論與實踐教授、醫學部主任、布萊根婦女醫院(Brigham and Women's Hospital)的首席醫師。

Barabasi說，該團隊的進展和更新將盡快在網上發布，以幫助全球科學界以極快的速度解決COVID-19危機。一份包含更多數據和信息的報告將以預印本的形式在網上發布，並提交給同行評審的期刊發表。

他表示："我們正在公布研究結果，以便其他人能夠立即在此基礎上進行研究。我們迫切需要在這一領域取得進展，我們不能成為現有學術或商業模式的奴隸。"