在這個(gè)高速發(fā)展的時(shí)代，計(jì)算機(jī)已經(jīng)無(wú)所不能了。飛機(jī)、橋梁、甚至心臟支架的設(shè)計(jì)都可以通過(guò)特定的計(jì)算機(jī)模型生成。當(dāng)然覺(jué)不僅僅是外觀設(shè)計(jì)這些皮毛，還包括它們?cè)诓煌M環(huán)境下一些使用情況。近年來(lái)，科學(xué)家們開(kāi)始使用相同的方法設(shè)計(jì)新藥。下面就來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下計(jì)算機(jī)在前導(dǎo)化學(xué)物的識(shí)別，臨床試驗(yàn)新藥研發(fā)中的一些用途。

　　更完善的模型

　　現(xiàn)在絕大多數(shù)藥物都是通過(guò)抑制或者激活體內(nèi)的一些特殊蛋白來(lái)實(shí)現(xiàn)藥效，比如說(shuō)止痛藥主要就是通過(guò)抑制炎癥酶緩解疼痛。設(shè)計(jì)一種與體內(nèi)靶向蛋白分子相關(guān)的新藥，研究者往往先通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬一種與靶向蛋白結(jié)構(gòu)相似具有類(lèi)似生物功能的分子，然后在簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)出一種類(lèi)似生理功能的小分子。不過(guò)該方法較為復(fù)雜，德克薩斯大學(xué)的研究者們近日改進(jìn)了短段的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)模型的算法，通過(guò)蛋白的一些外形細(xì)節(jié)比較就可以篩選預(yù)測(cè)一些潛在的藥物分子。

　　老藥新用

　　開(kāi)發(fā)一種新藥并將其投入市場(chǎng)一般需要15年話費(fèi)超過(guò)10億刀，無(wú)論是時(shí)間周期還是投入成本都不是一般的廠商能夠承受的，除了仿制之外還有另外一種方法那就是重新設(shè)計(jì)檢測(cè)已經(jīng)上市的藥物發(fā)現(xiàn)一些其他方面的功效，這就是老藥新用。通過(guò)計(jì)算機(jī)篩選基因組信息公共數(shù)據(jù)庫(kù)，哈佛大學(xué)的研究者們已經(jīng)在已上市的藥物中發(fā)現(xiàn)了新的可能對(duì)諸如癌癥，克羅恩氏病和心血管疾病在內(nèi)的53種人類(lèi)疾病有效的治療藥物。科學(xué)家們往往通過(guò)一些模型來(lái)驗(yàn)證實(shí)用性，比如說(shuō)托吡酯片主要是用作廣譜抗癲癇新藥，不過(guò)在兔子以及老鼠模型實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)其對(duì)炎癥性腸病療效亦是很好。

　　藥物篩選工具

　　研究者們往往更傾向于在包含成千上百萬(wàn)化合物的數(shù)據(jù)庫(kù)中尋找潛在藥物分子，不過(guò)即使在機(jī)器人技術(shù)的幫助下從選出一個(gè)新藥物到真正投入到實(shí)驗(yàn)室研究也需要一個(gè)月。不過(guò)現(xiàn)在一種更快，更廣，更精確的商用虛擬篩選方法，由南衛(wèi)理公會(huì)大學(xué)的生物學(xué)家研發(fā)的一種借助超級(jí)計(jì)算機(jī)的藥物篩選方法，可以在一天內(nèi)檢測(cè)超過(guò)4 萬(wàn)個(gè)化合物。

　　預(yù)測(cè)藥物副作用

　　藥物往往很難作用專(zhuān)一作用與靶向蛋白，而如果作用于非靶向蛋白就會(huì)引起副作用，包括皮疹、抑郁以及其他的一些副作用。往往副作用過(guò)大是臨床實(shí)驗(yàn)失敗中僅次于療效不佳的第二大因素，而往往越早發(fā)現(xiàn)或預(yù)測(cè)出副作用往往能節(jié)省大量的時(shí)間和金錢(qián)。為了檢驗(yàn)電腦模型能否準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出藥物的副作用，來(lái)自加利福尼亞大學(xué)制藥化學(xué)家以及諾華生物醫(yī)學(xué)研究所毒理學(xué)家用現(xiàn)有656種已經(jīng)知道具有副作用的藥物進(jìn)行驗(yàn)證，并對(duì)成千上萬(wàn)未知化學(xué)物進(jìn)行副作用預(yù)測(cè)。

　　藥物跟蹤研究

　　另外一種預(yù)測(cè)副作用的方法就是藥物進(jìn)入體內(nèi)后就對(duì)其吸收、分布、代謝和排泄進(jìn)行研究。密歇根大學(xué)的科學(xué)家創(chuàng)造了一種計(jì)算模型可以在細(xì)胞水平上模擬藥物運(yùn)輸，研究起體內(nèi)藥物代謝動(dòng)力學(xué)。該模型可以觀察并改變大量藥物分子在體內(nèi)的分布以確定究竟哪累藥物可以達(dá)到預(yù)期的靶向作用。科學(xué)家們通過(guò)顯微成像技術(shù)跟蹤藥物分子在體內(nèi)細(xì)胞轉(zhuǎn)移，從而驗(yàn)證結(jié)論。該方法也可以用于已經(jīng)上市或者正在研究開(kāi)發(fā)中藥物的的副作用研究。

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