新型冠状病毒

新型电晕病毒的生物信息学 - SARS-COV-2 / Covid-19

2020年8月22日 离开 经过 行政

生物信息学 - 新型电晕病毒

这爆发的第一个生物信息突破是新的冠状病毒生物序列的细节。 Covid -19的基因组和其蛋白酶酶的晶体结构已经被测序并阐明。

系统发生
系统发育树通常揭示个体共享突变。使用这种新方法,团队利用了“基因组共同开发功能,”随着时间的推移和连续乘法,开发更灵活的RNA病毒的不同变化。

命名SARS-COV-2
病毒根据其遗传结构命名,以促进诊断测试,疫苗和药物的发展。病毒学家和更广泛的科学界做这项工作,因此病毒被国际病毒(ICTV)的国际委员会命名。已宣布官方名称负责Covid-19的病毒(以前称为“2019年新型冠状病毒”)和它导致的疾病。
CTV宣布“严重急性呼吸综合征Coronavirus 2(SARS-COV-2)作为新病毒的名称于2020年2月11日。选择该名称是因为病毒与负责2003年SARS爆发的冠状病毒遗传有关。虽然相关,但两种病毒是不同的。

SARS-COV-2病毒

SARS-COV-2和其他相关冠状病毒的系统发育树。 SARS-COV-2从武汉(粉红色)和其相关的冠状病毒Pangolin-Cov(红色)和蝙蝠CoV大鼠(绿色)中的患者分离出来。图是由zhange等人组成的。 (2020)。

识别主机
据透露,SARS-COV-2的基因组与蝙蝠冠状病毒(RATG13)相同的96%,表明它们共享相同的主蝙蝠。此外,穗状体蛋白对病毒与人细胞受体结合并介导细胞进入很重要。
它是SARS-COV-2最重要的功能蛋白之一。 SARS-COV-2和RATG13之间存在93.1%的蛋白质核苷酸相似性,从而进一步显示其相关性。

Covid-19诊断工具中的生物信息学作用
该序列是显影药物,诊断工具和危险病毒疫苗的起点。努力寻找负责病毒复制的基因和负责宿主细胞附着的蛋白质的蛋白质从该测序中受益。

药物重新施肥的生物信息学
目前,没有药物或疫苗已被声称可用于预防或治疗Covid-19。由于缺乏有效的治疗和公共卫生紧急情况,Covid-19大流行令全球震惊。国际医疗机构正在努力为Covid-19患者提供检疫和快速诊断,以及研究,以找到有效的治疗方法,可以控制和预防疾病的危险后果。
药物修复(也称为药物重新定位,废除或重新任务)是识别出于原始医疗范围范围的批准或调查药物的新用途的策略。该策略为给定迹象表达完全新药而提供了各种优势。
首先,也许最重要的是,失败的风险较低;由于已经发现重新培育的药物在临床前模型和人类中已经发现足够安全,如果已经完成了早期试验,则至少在随后的疗效试验中至少从安全的角度来看,至少可能失败。其次,可以减少药物开发的时间框架,因为大多数临床前测试,安全评估,以及在某些情况下,制定开发
已经完成了。第三,需要较少的投资,尽管这将取决于修复候选人的阶段和过程的阶段和过程。对于一种在同一迹象中的新药物,监管和第三阶段的成本可能对新药物进行重新培育的药物,但仍然可以在临床前和阶段和II成本中获得大幅度节省。
这些优势在一起有可能导致可重复的药物发展的风险较小,更快速的投资回报,一旦占失败的失败,较低的平均相关成本(实际上,将重新浏览到市场的成本带来了据估计,平均为3亿美元,而新化学实体则估计〜2.3亿美元)。最后,重新培育的药物可能揭示可以进一步利用的新目标和途径。

新型电晕病毒药物重新施肥的生物信息学方法(SARS-COV-2)/ Covid-19

药物重新施肥的生物信息学方法
计算方法在很大程度上是数据驱动的;它们涉及系统分析任何类型的数据(例如基因表达,化学结构,基因型或蛋白质组学数据或电子健康记录(EHRS)),然后可以导致重新扫描假设的制剂。

1.签名匹配
签名匹配是基于对药物,疾病或临床表型的独特特征或“签名”的比较。

2.计算分子对接
分子对接是一种基于结构的计算策略,以预测配体(例如,药物)和靶(例如,受体之间的结合位点互补性。

3.基因组 - 范围协会研究
GWA旨在鉴定与常见疾病相关的遗传变异,从而提供
洞察疾病的生物学;所获得的数据也可能有助于鉴定新的靶标,其中一些可以在由GWAS研究的药物和疾病表型治疗的疾病之间分享,从而导致药物重新定位。

途径或网络映射
基于途径的或基于网络的方法已被广泛用于识别可能在重新施用中可能具有潜力的药物或药物目标,

5.回顾性临床分析:使用电子健康记录(EHR)
回顾性临床数据可以从各种来源获得,包括EHR,营销后监测数据和临床试验数据。 EHRS含有巨大的患者结果数据,包括结构化和非结构化。包括实验室测试结果以及药物处方数据的诊断和病理生理数据更具结构化;然而,EHRS还含有相当多的非结构化信息,例如患者症状的临床描述和迹象(这对于定义疾病表型而重要)和成像数据。 EHRS中存在的大量数据可以用作识别药物重新扫描信号的源。

6.毒品重新施用的新型数据来源
未加工的人类癌细胞系(CCLS)已被用于对数百种化合物(批准和实验)的高通量药物筛查,以测试它们对细胞活力的影响。
正在研究几种现有的抗病毒药物,以前开发或用作SARS,MER,HIV和疟疾的治疗,作为Covid-19治疗,其中一些是在临床试验中使用。然而,需要做大量工作达到更好的治疗结果,需要一些时间来建立试验药物的完整安全性和疗效。因此,需要进一步的临床研究和大规模的随机对照研究,以更好的治疗方法和Covid-19患者的安全性。

新型冠状病毒疫苗开发的生物信息学
疫苗是药品产品,可提供最佳的预防或治疗疾病的成本效益。在那种疫苗中,疫苗是药物产品,疫苗开发和生产成本高昂,这需要多年来实现。已经应用了几种方法来减少疫苗开发的时间和成本,主要关注选择适当的抗原或抗原结构,携带者和佐剂。这些方法之一是将生物信息学方法掺入并分析到疫苗发育中。
新颖的方法利用高通量测序和生物信息学识别有前途的抗原,分子佐剂对靶向特异性的先天细胞受体和驱动所需的炎症反应,先进的DNA,RNA和蛋白质递送系统,并且开始利用研究保护免疫力的详细分子见解在自然感染的背景下产生的反应,并更加了解天真免疫曲目。反向吸附法策略利用基因组信息学,而不是传统的生化和遗传工具,以鉴定具有有前途的特征的抗原靶,例如表面表达,分泌和/或高保,然后可以经验经验测试和筛选为候选免疫原。类似地,已经利用蛋白质组学工具通过偶联具有质谱蛋白片段检测的表面蛋白质的蛋白水解消化来鉴定高吞吐量的表面抗原
疫苗开发努力即将开始。在全球领先化合物储存库(化学分子)和药物银行的储存库,科学家们可以利用基于机器学习的计算方法,迅速改变毒品候选人。这可以通过用计算化学工具改变现有的冠状病毒药物的化学结构来完成。

 

参考
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