网络药理学是以系统生物学和计算机信息技术为基础,借助数据库和相关辅助软件开展新药研发和药物活性成分及靶点筛选分析的新兴技术。新型冠状病毒引起的新型冠状病毒对公众的危害极大,目前还没有治疗这种新型肺炎的特效药。中医药作为中国独特的医疗体系,在预防和治疗新冠肺炎中发挥了卓越的作用。随着信息技术的发展,网络药理学与中医药相结合的研究逐渐引领了新冠肺炎治疗领域的趋势。网络药理学作为近年来药物研究的热点,可以突破单一靶点思维的局限,更适合于肺部疾病的治疗,特别是在新冠肺炎的控制领域,已证实某些中药含有能有效抑制新冠病毒和炎症反应的化合物。通过网络药理学可构建目标药物与新冠病毒的分子靶点网络,研究中药有效成分及其作用机制,为中医药防治新冠病毒提供依据。
网络药理学相关程序、数据库和工具
在对中药治疗新冠肺炎的有效成分及其防治机制的实际研究中,研究者运用了网络药理学的基本工作原理,结合分子对接技术,借助相应的数据库和相关图形可视化软件,筛选相关靶点、搭建网络系统、进行分子对接和系统分析。表1总结了利用中药网络药理学防治新冠肺炎的具体步骤以及常用的一些数据库和软件。
网络药理学在中医药中的应用
在利用网络药理学对中医药在新冠肺炎的预防和治疗效果进行系统分析时,研究者在选题方面有不同的看法,如中药方剂、中成药、中药单体化合物等。表2综述了网络药理学在中医药防治新冠肺炎中的具体应用。
中医和西医在治疗新冠肺炎中应用
目前,越来越多的中药被相关实验或临床证明具有治疗新冠肺炎的疗效。除了中药,其他临床药物,包括西药和印度草药,也在不断的研究。有学者比较了氯喹、羟氯喹、康复期血浆和瑞德西韦治疗新冠肺炎的疗效,发现每种方法各有优缺点。除了康复期血浆可能具有临床优势外,目前还没有明确的证据支持哪种方法更有利于新冠肺炎的早期治疗或预防。在银翘粉分子对接分析中发现,核心活性成分与SARS-CoV-2及关键蛋白(ACE2和跨膜丝氨酸蛋白酶2)的分子对接结合能小于0kJ/mol,与报道的治疗新冠肺炎的西药相比,银翘散的有效成分结合能更低,治疗效果更佳。目前,由于单独使用中医或西医的局限性,研究人员也在尝试将中医和西医结合起来,构建一个中西医结合的新冠肺炎新治疗体系。这种治疗方法,该治疗系统已取得成效,为临床治疗提供了新的方向。
网络药理学所面临的挑战
随着网络药理学和分子对接技术的不断进步,药物设计、药物开发等相关领域都带来了前所未有的机遇。药物研究的方法不再局限于单一的靶点,而是通过建立三个层次的药物-靶点-疾病网络进行计算机模拟。该技术在药物活性成分和作用机制方面具有很大的开发潜力。但随着社会发展的需要和科研要求的提高,网络药理学和分子对接技术也逐渐暴露出自身的缺点和不足。网络药理学的缺点包括数据库的完整性和准确性不够,成分分析的复杂性不确定,成分-靶标作用机制不明确。在未来,完善和改进现有的数据库,实现计算机技术与生物学和药学的有机结合,并建立一个更现代和网络化的药物筛选系统将是一个重大的挑战。
总结
在新冠肺炎防治领域,网络药理学和分子对接技术具有很大的优势,但仍存在一些缺点和不足。使该技术在分析药物活性成分和作用机制方面更加系统和准确,将是未来科学家研究的关键内容。目前,以新型冠状病毒为感染源的肺炎疫情尚未得到完全抑制,全世界仍面临着疫情的严重后果。迄今为止,科研和医务工作者,包括中国学者,正在基于全球防治现状积极开展防治和治疗新冠肺炎药物的开发。我们相信,在世界卫生组织的国际合作和支持下,随着现有可能药物研究的深入,以及网络药理学和分子对接技术的不断优化,实验数据和相关数据库将变得越来越完善,新型冠状病毒的弱点将不可避免地暴露出来,人类定会取得全面的胜利。
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