4小时，万篇论文筛出新冠病毒“密匙”

 
当计算医学遇上新冠病毒……  
4小时，万篇论文筛出新冠病毒“密匙”  
 

2019年末，一场突如其来的新冠肺炎疫情席卷全球。如何快速研制出针对新型冠状病毒的有效药物和疫苗，成为全球科学家最为关切的事情之一。

但这其中的困难，正如中国工程院院士王辰所言，“我们对新冠病毒的认识还远远不够，对其传播规律也缺乏想象力。”

目前，至少千余个有关新冠病毒的科研项目在全球开展。然而，为了应对紧急的疫情发展，且随着对病毒和宿主的深入研究，科学家无法在有效时间内处理海量信息，尤其是当研究者专业背景受限的情况下，对信息处理的效能会更低。

那么，如何利用现有海量的生物医学文献资料挖掘“新”知识，或许成为科学家了解新冠病毒“真实面目”的一种巧妙便捷手段。

“这自然离不开计算医学的指导。”中国科学院计算技术研究所研究员谭光明表示，计算医学主要致力于发展定量方法，通过应用数学、工程学和计算科学来智能化理解人类疾病的机理，并基于工业化的数据、算法、算力及生物医学技术体系为医学服务提供新洞见。

ACE2与炎症风暴

2月26日，预印本网站medrxiv刊发一篇来自于中国科学院计算技术研究所、图灵—达尔文实验室等研究团队的研究成果，便是在计算医学指导下取得的。

该团队利用一种被称为TWIRLS的分析系统，在4小时内对一万四千多篇PubMed数据库收录的所有关于冠状病毒的文献相关文本资料，共计三百万余单词，进行自动化分析。在提取了冠状病毒宿主基因以及相关疾病研究相关信息后，TWIRLS结合广义基因间相互作用数据，帮助研究者不仅可以快速建立全领域知识框架，并提供了进一步分析与推理的数据接口。重要的是，根据TWIRLS的推荐，研究者得出了“病毒与ACE2结合可能引发ACE2/AT2R的功能变化，使肾素-血管紧张素系统（RAS）参与的细胞因子调控轴发生稳态失衡，并导致细胞因子风暴”的结论，并认为这可能是参与冠状病毒感染后导致宿主病理性变化的重要调控因素。

巧合的是，上述研究结论在3月25日Research Square平台的一项来自上海瑞金医院病理科教授王朝夫团队的论文中，得以验证。

王朝夫团队研究发现，表达ACE2的肺泡巨噬细胞成为SARS-CoV-2感染的靶细胞。在新冠肺炎患者中，这些活化的巨噬细胞可能在一系列严重的“炎症因子风暴中”中扮演了重要的角色。在重症和晚期ARDS进程中，经典激活性的巨噬细胞和替代激活性巨噬细胞之间的转化可能是引起肺部炎症损伤和纤维化的重要原因。

借鉴托珠单抗在巨细胞活化综合征（MAS）中治疗，王朝夫研究团队建议，临床采用“托珠单抗”作为抑制剂，阻断新冠病毒感染诱发炎症风暴的关键细胞因子，从而降低炎症反应对病人肺组织和多器官的损伤。

降低危重症的新治疗方案

根据TWIRLS的发现，研究者进一步建议针对血管紧张素II受体抑制剂（ARB类药物，例如常用药氯沙坦）可能对冠状病毒患者临床重症有缓解作用。图灵-达尔文实验室团队进一步与重庆西南医院感染科教授邓国宏合作，调阅了新冠患者的临床数据，发现服用ARB类药物的有高血压病史的新冠患者，相较于未服用ARB类药物的患者、或有其他基础病史的新冠患者，在临床血液指标特征分布上的确能更加远离危重症状态。

尽管之前的报道猜测，ARB类药物诱导ACE2基因表达增加，可能会导致增加病毒感染机会，然而，这种猜测目前并没有直接的数据支持。3月27日，中国医学科学院研究员蒋澄宇团队在medrxiv发表的文章表明，在老年人（大于65岁）的新冠高血压合并症患者中，住院前服用ARB药物的与未服用的患者的COVID-19重症风险显著降低。荟萃分析显示，使用ARB具有与肺炎的发病率和死亡率相关的积极作用。也就是说，服用ARB的肺炎患者可能更加不容易引发重症。