MIT新模型可以快速識別和確定不應同時服用的藥物


利用機器學習算法,研究人員可以預測可能幹擾藥物療效的相互作用。任何口服藥物都必須通過消化道內壁。消化道內壁細胞上的轉運蛋白有助於完成這一過程,但對於許多藥物來說,它們是通過哪種轉運蛋白進入消化道的還不得而知。確定特定藥物使用的轉運體有助於改善對病人的治療效果,因為如果兩種藥物依賴於相同的轉運體,它們就會相互幹擾,因此不應同時處方。

Drugs-That-Shouldnt-Be-Taken-Together.jpg

麻省理工學院和其他研究人員開發一種多管齊下的策略,以識別不同藥物所使用的轉運體。他們的方法同時利用組織模型和機器學習算法,已經發現一種常用抗生素和一種血液稀釋劑會相互幹擾。資料來源:麻省理工學院,何塞-路易斯-奧利瓦雷斯

麻省理工學院、佈裡格姆婦女醫院和杜克大學的研究人員現已開發出一種多管齊下的策略,用於識別不同藥物所使用的轉運體。他們的方法同時利用組織模型和機器學習算法,已經發現一種常用抗生素和一種血液稀釋劑會相互幹擾。

"建立吸收模型的挑戰之一是藥物會受到不同轉運體的影響。"麻省理工學院機械工程副教授、佈裡格姆婦女醫院胃腸病學傢、該研究的資深作者喬瓦尼-特拉韋索(Giovanni Traverso)說:"這項研究的目的在於我們如何模擬這些相互作用,這可以幫助我們使藥物更安全、更有效,並預測到目前為止可能難以預測的潛在毒性。"

更多地解哪些轉運體有助於藥物通過消化道,還有助於藥物開發人員通過添加輔料來增強藥物與轉運體的相互作用,從而提高新藥的可吸收性。

麻省理工學院前博士後史雲華和丹尼爾-雷克是這項研究的主要作者,他們的研究成果最近發表在《自然-生物醫學工程》雜志上。

藥物運輸

先前的研究已經確定消化道中幫助藥物通過腸粘膜的幾種轉運體。其中最常用的三種是 BCRP、MRP2 和 PgP,它們也是新研究的重點。

在這項研究中,特拉韋索和他的同事采用他們在2020年開發的一種組織模型來測量特定藥物的吸收性。這種實驗裝置基於在實驗室培育的豬腸組織,可用於將組織系統地暴露在不同的藥物配方中,並測量它們的吸收情況。

為研究單個轉運體在組織中的作用,研究人員使用名為siRNA的短RNA來敲除每個轉運體的表達。在每個組織切片中,他們敲除不同的轉運體組合,從而研究每種轉運體如何與多種不同藥物相互作用。

"有幾條路可以讓藥物通過組織,但你不知道是哪一條路。我們可以分別關閉這幾條路,以便弄清楚,如果我們關閉這條路,藥物還能通過嗎?如果答案是肯定的,那麼它就沒有使用那條路,"特拉韋索說。

研究人員使用該系統測試 23 種常用藥物,從而確定每種藥物使用的轉運體。然後,他們根據這些數據以及來自幾個藥物數據庫的數據訓練一個機器學習模型。根據藥物化學結構之間的相似性,該模型學會預測哪些藥物會與哪些轉運體發生相互作用。

利用這一模型,研究人員分析一組新的 28 種常用藥物以及 1595 種實驗藥物。這一篩選得出近 200 萬個潛在藥物相互作用的預測結果。其中包括預測抗生素強力黴素可能與常用的血液稀釋劑華法林發生相互作用。多西環素還被預測會與治療心力衰竭的地高辛、抗癲癇藥物左乙拉西坦和免疫抑制劑他克莫司發生相互作用。

確定相互作用

為驗證這些預測,研究人員研究約 50 名患者的數據,這些患者在被處方強力黴素時已經服用這三種藥物中的一種。這些數據來自馬薩諸塞州總醫院和佈裡格姆婦女醫院的病人數據庫,數據顯示,當給已經服用華法林的病人服用強力黴素時,病人血液中的華法林水平會升高,然後在停止服用強力黴素後又會下降。

這些數據還證實模型的預測,即多西環素的吸收會受到地高辛、左乙拉西坦和他克莫司的影響。此前,隻有他克莫司一種藥物被懷疑會與強力黴素發生相互作用。

特拉韋索說:"這些都是常用藥物,我們是第一個使用這種加速的矽學和體外模型來預測這種相互作用的人。這種方法讓你有能力解同時使用這些藥物的潛在安全影響"。

除識別已在使用的藥物之間可能存在的相互作用,這種方法還可應用於正在研發的藥物。利用這項技術,藥物開發人員可以調整新藥分子的配方,以防止與其他藥物發生相互作用或提高其可吸收性。Vivtex 是麻省理工學院前博士後托馬斯-馮-埃拉赫(Thomas von Erlach)、麻省理工學院研究所教授羅伯特-朗格(Robert Langer)和特拉韋索(Traverso)於 2018 年共同創立的一傢生物技術公司,旨在開發新型口服給藥系統。

編譯自:ScitechDaily


相關推薦

2023-01-14

診療的壓力,但另一方面,藥物臨時獲得新適應癥審批,快速進入市場的過程中,藥企在醫生端的學術推廣工作是難以跟上的。例如,阿茲夫定就不建議在妊娠期和哺乳期使用,兒童因缺少臨床用藥研究,也不建議使用,中重度

2023-12-01

文的同事、領導以及同學都不知道王文的病情,王文希望可以像個普通人一樣社交。在艾滋病患者的圈子裡,死亡是經常要面臨的課題,生離死別也是常有的事。王文的朋友楊林(化名)今年51歲,工作收入、傢庭背景都很優秀

2023-02-10

。多項臨床試驗數據顯示莫諾拉韋能夠使病毒感染(率)快速降低。”藥物刺激變異?默沙東回應據《自然》雜志,該研究於2023年1月27日發表於論文預印本平臺medRxiv上,目前還未經同行評審。彭博社報道中稱,在新冠病毒大流

2022-09-15

給出否定的回答。他們對使用 AlphaFold2 的分子對接模擬的模型性能進行評估,發現模型在識別真正的蛋白質-配體相互作用方面的預測能力較弱,並證明需要使用基於機器學習的方法進行建模來提高模型性能,以更好地利用AlphaFol

2022-07-25

上銷售最快的藥品之一。2021年11月初的研究顯示,Paxlovid可以將新冠患者住院或死亡風險降低89%,這令Paxlovid有望成為抗擊新冠疫情的主要工具。輝瑞公司目前預計,受惠於政府采購,該藥物今年的銷售額將達到220億美元。在近

2023-10-13

年人,最好不要吃西柚或喝西柚汁。2.服用避孕藥的婦女不應進食美國的一項研究表明,柚子對避孕藥具的作用最為顯著。專傢說:如果服用避孕藥的婦女在性生活後食用1至2個柚子,或者直接用一大杯柚子汁來服用避孕藥,那

2023-12-02

的激素,當人吃飽時,它會向大腦發出信號。這些藥物還可以幫助人們控制2型糖尿病,因為它們可以促進胰腺釋放胰島素,從而降低血糖水平。輝瑞在報告中指出,與安慰劑組相比,所有Lotiglipron劑量組患者在32周時,體重平均

2024-05-10

新調查數據顯示,目前每8個美國成年人中就有1人嘗試過快速增長的新型糖尿病和抗肥胖藥物,其中包括有著“減肥神藥”稱號的諾和諾德旗下Ozempic(司美格魯肽)以及禮來旗下Zepbound,凸顯出這些治療方法在成年人中普及的步伐

2023-02-25

關重要。高血壓是心血管問題的一個主要原因,這些藥物可以幫助調節和降低血壓水平,改善整體心血管健康。利用英格蘭、蘇格蘭和威爾士的常規處方數據,科學傢們發現,在2020年3月至2021年7月底期間,開始服用降壓藥物的

2022-07-28

的Paxlovid口服藥。對此,研究人員表示,需要更多研究來確定奧密克戎感染的抗病毒治療的最佳劑量和持續時間,比如一些較晚開始服藥的人是否需要服用更長療程的藥物,而不僅僅是5天。此外,對於經歷新冠癥狀反彈的人的傳

2022-07-03

控。“對於復陽患者不建議住院或者進入方艙隔離觀察,可以正常的參加工作生活。”深圳市第三人民醫院院長盧洪洲教授對第一財經記者表示。他表示,對於“復陽”的定義還不清晰。“免疫力低下者、腫瘤與艾滋病患者病毒

2022-07-29

的Paxlovid口服藥。對此,研究人員表示,需要更多研究來確定奧密克戎感染的抗病毒治療的最佳劑量和持續時間,比如一些較晚開始服藥的人是否需要服用更長療程的藥物,而不僅僅是5天。此外,經歷新冠癥狀反彈的人的傳染性

2022-10-15

與常見心血管藥物之間存在藥物相互作用非常關鍵,未來可以通過將藥物相互作用整合到電子病歷中,從而幫助避免相關不良事件的發生。”美國總統拜登今年7月在服用Paxlovid時,他的醫生就讓他暫時停止服用治療房顫的抗凝藥

2022-10-18

究生中心的一個研究小組已經開發出一種新型的人工智能模型,它可以顯著提高藥物開發過程的準確性並減少時間和成本。正如當地時間10月17日將發表在《Nature Machine Intelligence》上的一篇論文所描述的那樣,這個名為CODE-AE的新