JMT日本医疗——使用人工智能设计候选胃酸抑制剂，为药物研发创造新流程①

点击量：4597   日期：2023-10-08 13:03    编辑：JMT日本医疗

每年2兆日元的世界市场规模的胃酸抑制剂，要求具有新结构的药剂

名古屋大学9月29日宣布，利用AI、有机化学、结构生物学，成功创造出了可作为胃酸抑制剂候选的新化合物。

该研究是由该大学细胞生理学研究中心的阿部一启副教授、大学院创新药物科学研究科的横岛聪教授、株式会社理论创新药物研究所的吉森笃史博士、 intage healthcare株式会社等组成的研究小组进行的。研究成果在线发表在《Communications Biology》上。

消化食物时分泌的胃酸会使人的胃内部形成很强的酸性（pH1）。胃的表面受到粘膜的保护，所以很少会受伤，但是如果因为暴饮暴食或肉体精神压力而使粘膜减少，或者幽门螺杆菌的感染而使粘膜受损的话，胃酸就会伤害到自身。这就是令人不快的烧心症状，严重时还会引发胃溃疡和反流性食道炎症状的原因。为了治疗这种疾病，只要封闭产生胃酸的源头就可以了。产生这种胃酸的根源，强酸性的原因的氢离子（H+），是存在于胃表面的被称为“胃质子泵”的蛋白质。

阻碍“胃质子泵”工作的药物被称为胃酸抑制剂，其中以奥美拉唑为代表的“Proton Pump Inhibitor （PPI）”和以Vonoprazan为代表的新型药物“K+拮抗型酸性阻断剂（P-CAB）”被用于实际的治疗中。这些药物还用于中和胃酸以确保抗生素的有效性，从而在对作为胃癌主要原因的幽门螺杆菌进行除菌时使用。除此之外还被用于各种各样的用途，据说世界市场的规模每年达2兆日元。为了更迅速、更可靠的治愈，为了减少药效的个体差异，为了避免未知的副作用或与其他药物的相互作用，开发具有与现有药物大不相同的化学结构的药物，有助于扩大治疗的选择范围。

利用人工智能设计具有独特结构的胃酸抑制剂化合物

研究小组此前利用X射线和电子显微镜调查多种胃酸抑制剂与胃质子泵结合的状态，获得了现有药物和抑制剂与蛋白质的哪个部分结合的信息。这些药剂都结合在H+通道上，通过堵塞H+通道来“阻断”酸。但是根据化合物的不同，结合的场所也有所不同。例如，被称为P-CAB原型化合物的SCH28080在X和Y两处结合，而Vonoprazan通过不同的区域Z结合X和Y。研究小组认为，如果有一种新化合物能够结合所有场所（X、Y、Z），那么就能结合得更紧密。

但是，要想找到一种能够在结合位置正好结合的化合物并不容易。迄今为止，采用的方法是参考现有的药物/抑制剂的结构，加入或改变官能团，制造出具有更高亲和性的官能团。但是，这种方法无法大幅改善由化合物骨架引起的副作用和药代动力学，即使得到了好的药物，也可能因专利而无法使用该化合物。

因此，为了设计出与现有化合物完全不同的独特结构的化合物，使用了人工智能。该研究小组开发了应用机器学习设计de novo化合物的软件“Deep Quartet（DQ）”。在这次的研究中，使用这种方法，在胃质子泵结构的任意位置指定多个结合部位（pharmacofofature），并设计连接该结合部位的化合物。

日本医疗观光株式会社作为一家专业的赴日医疗服务机构，曾服务过数千名患者赴日求医。和一百多家日本医疗机构有合作关系，虽然由于疫情原因，暂时无法去往日本，但JMT一直在为国内患者做实事，因地制宜开展了远程视频问诊、医疗美容院线产品代购等业务，欢迎大家关注咨询。

日本医疗观光株式会社医疗服务团队在日本治疗最前沿奔走。总部位于东京，致力于整合日本优质医疗资源专心专一专注为您提供日本权威名医定制治疗方案，是拥有日本政府官方颁发的医疗身元担保资质(登录号A-015)的企业。

如果您有日本就医的需要，请拨打免费热线 400-161-8586 热线咨询！

也可直接搜索添加下方微信：JMT1557、tao659872。