基于深度学习与多层次信息融合的药物靶标亲和力预测*

药物研发是非常重要但也十分耗费人力物力的过程。利用计算机辅助预测药物与蛋白质亲和力的方法可以极大地加快药物研发过程。药物靶标亲和力预测的关键在于对药物和蛋白质进行准确详细地信息表征。提出一种基于深度学习与多层次信息融合的药物靶标亲和力的预测模型,试图通过综合药物与蛋白质的多层次信息,来获得更好的预测表现。首先将药物表述成分子图和扩展连接指纹两种形式,分别利用图卷积神经网络模块和全连接层进行学习;其次将蛋白质序列和蛋白质K-mer特征分别输入卷积神经网络模块和全连接层来学习蛋白质潜在特征;随后将4个通道学习到的特征进行融合,再利用全连接层进行预测。在两个基准药物靶标亲和力数据集上验证了所提方法的有效性,并与其他已有模型作对比研究。结果说明提出的模型相比基准模型能得到更好的预测性能,表明提出的综合药物与蛋白质多层次信息的药物靶标亲和力预测策略是有效的。     

莫西沙星联合纤维支气管镜药物灌注对耐多药肺结核患者T细胞亚群、肺功能和肝功能的影响

摘要 目的：探讨莫西沙星联合纤维支气管镜药物灌注对耐多药肺结核患者T细胞亚群、肺功能和肝功能的影响。方法：选取2017年2月~2018年12月期间我院收治的90例耐多药肺结核患者,根据随机数字表法分为对照组（n=45,常规基础治疗）和研究组（n=45,莫西沙星联合纤维支气管镜药物灌注）,比较两组患者痰菌转阴率、病灶吸收率、T细胞亚群、肺功能和肝功能。结果：研究组治疗6个月后的痰菌转阴率为88.89%（40/45）,高于对照组的68.89%（31/45）（P<0.05）。研究组治疗6个月后的病灶吸收率为84.44%（38/45）,高于对照组的64.44%（29/45）（P<0.05）。两组治疗6个月后第1 s用力呼气容积（FEV₁）、用力肺活量（FVC）、每分钟最大通气量（MVV）占预计值百分比、总蛋白(TP)、CD4⁺、CD4⁺/CD8⁺均升高,且研究组高于对照组（P<0.05）;丙氨酸氨基转移酶(ALT)、门冬氨酸氨基转移酶(AST)、CD8⁺均降低,且研究组低于对照组（P<0.05）。结论：莫西沙星联合纤维支气管镜药物灌注治疗耐多药肺结核,可有效阻止疾病进展,同时在改善患者T细胞亚群、肺功能和肝功能方面效果显著。     

荒漠植物四合木(Tetraena mongolica Maxim.)EST-SSR标记的识别与开发

四合木(Tetraena mongolica Maxim.)是内蒙古东阿拉善-西鄂尔多斯地区的特有珍稀植物,为古地中海孑遗物种。自然环境恶化和人类活动干扰,使其生境发生了严重的破碎化,甚至消失。有限的分子标记限制了对该植物种质遗传多样性和生存现状的认识。本研究通过转录组测序,构建了含有119603条Unigenes的四合木表达序列文库,系统识别了表达序列标签简单重复序列(EST-SSR,expressed sequence tag-simple sequence repeat),进行了SSR位点的特性分析和标记开发。结果显示,在21065条Unigenes中共检测出25721个SSR位点;SSRs在四合木转录组中的出现频率为21.51%,单、二和三核苷酸重复最丰富的类型为A/T、AG/CT和ATC/ATG;在选取的39个SSR中,32个具有多态性,在48个个体中共鉴定出140个条带,Ho和He的变化范围分别为0.167~0.792和0.252~0.789,均值分别为0.462和0.579,PIC值变化范围为0.218~0.746,均值为0.518。本研究所开发SSR标记可进一步应用于四合木遗传结构和适应进化机制的研究中,能推动该种质资源的保护、开发与利用。     

基于新型冠状病毒S蛋白结构及入胞机制的抗体与药物研发

新型冠状病毒肺炎,世界卫生组织命名为“2019冠状病毒病”（corona virus disease 2019, COVID-19）,是一种由2019新型冠状病毒（2019 nCov）感染导致的肺炎。目前新冠肺炎在全球广泛流行,且疫情尚未得到全部控制。由于新型冠状病毒表面的刺突蛋白（spike protein,S）介导病毒与细胞膜受体结合并参与入胞过程,S蛋白在病毒的传播过程中发挥着重要作用。针对S蛋白的研究不仅可以解析病毒相关蛋白质结构与功能,阐释其入胞机制,同时也为新冠肺炎的预防、诊断与治疗提供相关信息,有着重要的应用价值。S蛋白与特异性受体--血管紧张素酶II（angiotensin converting enzyme II, ACE2）结合,相较于SARS病毒,新型冠状病毒S蛋白的RBD区域（receptor binding domain）与ACE2亲和力更高,但其S蛋白与ACE2结合能力整体上弱于SARS病毒。S蛋白结合ACE2受体 介导的新型冠状病毒入胞机制包括胞吞和非胞吞途径。丝氨酸蛋白酶2（transmembrane protease serine 2, TMPRSS2）、溶酶体组织蛋白酶（lysosomal cathepsin）和Furin蛋白酶可切割S蛋白S1和S2亚基间的酶切位点,促进病毒和靶膜的融合。基于S蛋白的结构,本文从抗体的结合位点、来源与类型等方面对靶向新型冠状病毒S蛋白的抗体进行了比较分析,对相关药物作用机制与进展进行了综述。虽然靶向冠状病毒S蛋白的抗体和药物特异性高,治疗效果较好,但部分试剂的作用机制、安全性、适用性和稳定性等性质仍未研究透彻,需要严格评估,因此其研发与应用也存在着一定挑战。     

线粒体DNA靶向治疗

线粒体(mitochondrion)是真核生物细胞中的一种非常重要的细胞器,含有独立于细胞核染色体外的遗传物质,通过氧化磷酸化产生ATP,是细胞的能量工厂,与细胞分化、信号转导、代谢稳态等过程密切联系。线粒体功能的紊乱与癌症、神经退行性疾病、糖尿病等许多疾病的发生、发展及治疗息息相关。线粒体在细胞命运中扮演的关键角色,使对线粒体这一特殊细胞器的探索成为生命科学研究热点之一。人线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)是一相对保守且仅16 kb的环状双链DNA分子,只含37个基因,但这些基因都是维持线粒体功能稳定必不可少的部分。随着对线粒体功能认识的不断深入,研究人员发现mtDNA突变,会导致活性氧自由基过量产生,从而引起细胞衰老,甚至引发诸多疾病,例如遗传性视神经病变、线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作综合征等。但是,目前针对这些线粒体基因疾病尚无非常有效的治疗手段。为了进一步了解这一关键细胞器,研究人员开发了一些有效的方法来突破线粒体的复杂屏障。本文将重点介绍并讨论近几年靶向mtDNA的研究进展,主要从药物修饰、材料递送、基因编辑等方面进行了总结,希望能为推动线粒体的研究提供一些新的思路。     

肝脏类器官的研究及应用进展

肝脏疾病易感性差异大且个体间的肝脏细胞存在明显的异质性,因此开发体外能够长期存活并具有代谢功能的人体类肝组织细胞模型,对治疗终末期肝病、开展肝脏致病机理研究及药物筛选具有重要意义。过去十年中,体外三维类器官模型发展迅猛,为疾病模拟、精准化治疗领域的研究提供了新的工具,显示出巨大潜力。肝脏类器官具有患者的基因表达与突变特征,在体外能够较长时间地保持肝脏细胞功能,已被应用于疾病模拟及药物有效性研究,并具有进行原位或异位移植发挥治疗作用的应用潜能。就干细胞、肝脏原代细胞等不同来源的肝脏类器官的发展及近年的研究进展作了综述,以期为肝脏类器官在疾病建模、药物发现和器官移植领域的研究和应用提供新的思路。     

一种新型蛋白类药物口服载体的海藻酸钠/巯基化果糖-壳聚糖复合水凝胶

壳聚糖经果糖修饰以改善其水溶性,再经半胱氨酸修饰得到巯基化果糖-壳聚糖。海藻酸钠与巯基化果糖-壳聚糖混合溶液经氯化钙及硫酸钠双重交联制得复合水凝胶珠。溶胀试验结果表明:该凝胶珠在pH值6.8及7.4时的溶胀率分别是pH值1.2时的7倍和10倍左右。牛血清白蛋白(BSA)包载试验结果表明:BSA重量为凝胶珠质量的20%时,包载率可达94%以上,随着巯基化果糖-壳聚糖在凝胶珠中比例增加,BSA包载率上升。BSA释放试验表明:pH值1.2时BSA的释放率很低,只有6%～10%的BSA从凝胶珠中释放出来,随后累积释放量基本不变;pH值6.8和pH值7.4时BSA的释放率迅速提高,因此这种复合水凝胶珠可作为一种潜在的口服蛋白类药物载体。     

《癌症》：一种心脏病药物或增加患癌风险

一项发表在美国《癌症》杂志网络版上的新研究显示,目前最常用的抗心律失常药物之一胺碘酮可能会增加罹患癌症的风险,尤其是对男性患者。胺碘酮最早是一种治疗心绞痛的药物,1985年被美国食品和药物管理局批准用于治疗心律失常。这种脂溶性药物降解缓慢,长期使用将会在软组织中大量积聚。此前曾有研究提出,胺碘酮会增加罹患某些癌症的风险,但一直没有大规模的相关调查。     

类风湿关节炎药物治疗的规范化及临床实践探析

目的：在前人研究基础上进一步调查和研究类风湿关节炎（RA）患者药物治疗的规范化状况。方法：对湘潭市中心医院2012年3月至12月门诊就诊的120例风湿关节炎患者进行问卷调查。内容包括患者个人资料、就诊及确诊时间、科室,随诊时间间隔以及改善病情抗风湿药（DMARDs）的应用情况。结果：类风湿关节炎药物治疗不规范,甲氨蝶呤是患者应用最多的DMARDs,占60％,其次为来氟米特（30％）、柳氮磺吡啶（5％）及羟氯喹（5％）。结论：51％以上的RA病人DMARDs治疗不规范,尤其是在县级基层医院。类风湿性疾病的规范治疗需要从早期诊断治疗,优化联合用药,个性化治疗,定期跟踪疗效等方面来规范。     

抗真菌药增效剂的研究现状及展望

近年来,随着真菌耐药问题的日益加剧,许多学者开始专注对抗真菌药增效剂的研究.该文就近年来国内、外对抗真菌药增效剂的研究进展做一综述,以期为未来临床真菌病的治疗及新药研发提供新的思路.