蛋白质是协调复杂生命过程的精密“分子机器”,具有巨大的医疗应用潜力。然而,因为蛋白质的一维氨基酸序列、三维结构和生物功能之间的关联复杂,所以设计蛋白质并将其工程化以实现预期的功能和特性是一个极其困难的挑战。目前,人工智能在各个领域均取得了革命性的进展,人工智能与蛋白质工程技术的结合已成为一种强大的新型蛋白质设计工具,可用于生成各类生物活性分子。本文介绍人工智能蛋白质模拟和设计领域的研究进展和应用,尤其是在生物医药创新开发应用中面临的挑战和前景。
蛋白质药物具有作用机制清晰、作用特异性强、不良反应少等优势,临床应用前景巨大。蛋白质的稳定性是蛋白质药物的一项非常重要的指标,对于其成药性、安全性和有效性都至关重要。近年来,人工智能辅助的蛋白质改造工程逐渐发展成为一种高效的蛋白质分子设计新策略,并被广泛应用于蛋白质稳定性预测、药物设计和抗体优化等方面。本文介绍主要的人工智能辅助的蛋白质稳定性优化方法,讨论不同种类优化方法的优劣及其在蛋白质药物设计和优化中的应用,探讨人工智能在蛋白质稳定性设计中的挑战和前景,以期为研究者们开发更稳定、更高效的蛋白质药物提供新的思路。
近20年来,合成生物学在生物回路构建、生物元件标准化,以及各种基因组/代谢工程工具和方法的开发方面不断取得突破。合成生物学的快速发展正在改变生物技术行业的产业布局。目前,合成生物技术已广泛应用于天然产物合成、医学、能源、工业等多个领域。医药的需求也推动了合成生物学的发展,包括将体外催化技术应用于手性医药化学品的绿色制造,将异源途径整合到细胞中以有效生产药物等。合成生物学凭藉更经济、环境友好等突出特点,将颠覆一部分传统医药的制造方式。本文概要介绍合成生物学在手性医药化学品的绿色制造和植物天然产物的生物制造方面的应用进展。
中药以药用植物为主,在我国已有数千年的应用历史,为中华民族的健康与繁衍做出了重要贡献。中药的活性成分是中药发挥功效的物质基础,明确中药中的活性成分组成并建立各活性成分的绿色、低成本获取技术是推进中药现代化的关键。随着合成生物学的发展及其在植物天然化合物绿色制造领域中的应用,合成生物技术不仅为中药活性成分的绿色、低成本、规模化生产提供了新途径,也将为明确中药的活性成分组成及其药效机制提供技术支撑与物质基础。本文以青蒿素、人参皂苷和淫羊藿素等中药活性成分的合成生物技术开发与应用为例,探讨合成生物学在推动中药现代化进程中的作用。
目的:研究瑞马唑仑联合罗库溴铵用于急诊患者快速序贯诱导中对心率(HR)、血氧饱和度(SpO2)、平均动脉压(MAP)及肌松作用的影响。方法:将80例拟行急诊手术的患者,随机分为对照组和研究组,各40例。麻醉诱导时,对照组给予咪达唑仑、罗库溴铵;研究组给予瑞马唑仑、罗库溴铵。监测并记录两组患者麻醉效果、呼吸循环指标水平、肌松作用。结果:两组患者镇静成功率均为100%。与对照组相比,研究组患者意识消失时间、麻醉诱导时间、睫毛反射消失时间、起效时间、麻醉后检测治疗室滞留时间及苏醒时间均较低,MAP、SpO2、MAP、呼吸频率波动均较小,低血压发生率较低,肌松药的临床作用时间和恢复指数均较长(均P<0.05)。结论:瑞马唑仑和罗库溴铵联合用于快速序贯诱导麻醉,血流动力学稳定性良好,且可延长肌松作用时间。
目的:探究瑞马唑仑与丙泊酚对结肠镜检查患者的术后认知功能及术后恢复质量的影响。方法:将150例结肠镜检查患者随机分为P组和R组,各75例。P组采用丙泊酚麻醉,R组采用苯磺酸瑞马唑仑麻醉。比较两组麻醉及苏醒时间、脑电双频指数(BIS)值、认知功能[蒙特利尔认知评估(MoCA)量表]、不良反应。结果:R组麻醉起效、检查结束至苏醒时间短于P组;用药5 min、置入肠镜时、置入肠镜5 min、术毕时的BIS值以及苏醒时的MoCA量表评分均高于P组;不良反应发生率低于P组(P<0.05)。结论:相较丙泊酚,瑞马唑仑用于结直肠镜检查患者的麻醉效果较好,且对患者BIS值及认知功能影响较小,更利于患者术后恢复,安全性较高。
目的:探讨头孢呋辛钠联合无创正压通气(NIPPV)治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并呼吸衰竭患者的疗效。方法:将100例COPD合并呼吸衰竭患者随机分为对照组(n=50)和观察组(n=50),对照组单用NIPPV治疗,观察组联合头孢呋辛钠。对比2组动脉血气指标、肺功能指标、临床治疗有效率和不良反应发生情况。结果:治疗后,与对照组相比,观察组A-aDO2、pH、PaO2较高,OI、PaCO2较低;FEV1/FVC和FEV1%pred较高。观察组总有效率高于对照组(96.0% vs 72.0%),不良反应发生率低于对照组(2.0% vs 18.0%),差异均有统计学意义。结论:头孢呋辛钠联合NIPPV治疗COPD合并呼吸衰竭,可有效改进患者临床症状,提升治疗效果,减少不良反应发生。
目的:探讨局部与静脉使用氨甲环酸在全髋关节置换术中的效果,明确两者的差异。方法:回顾分析实施全髋关节置换术的患者案例40例,根据氨甲环酸给药方式分为局部使用氨甲环酸组(局部组)及静脉使用氨甲环酸组(静脉组),每组20例。局部组采用关节腔内注射氨甲环酸;静脉组采用静脉滴注氨甲环酸。比较两组患者血红蛋白(Hb)水平及其变化量、输血率、住院时间和静脉血栓栓塞症(VTE)发生率的差异。结果:两组术中Hb水平、输血率、平均住院时间和VTE发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。局部组术后第1天Hb水平高于静脉组,术后血红蛋白水平下降量及下降率均低于静脉组(P<0.05)。结论:全髋关节置换术中,与静脉滴注氨甲环酸相比,关节腔内局部注射氨甲环酸在改善术后出血效果更佳,且2种给药方式均不会增加VTE发生风险。
目的:分析口腔颌面部肿瘤术后缺损患者行不同皮瓣修复术治疗的效果。方法:选择口腔颌面部肿瘤术后缺损患者58例,随机分为对照组和观察组,各29例。两组均施以皮瓣修复手术治疗,对照组胸大肌位置选择皮瓣,观察组为股前外侧皮瓣,比较不同部位皮瓣的效果差异。结果:观察组并发症总发生率低于对照组;手术时间、拔除胃管时间、经口进食时间、皮瓣愈合时间短于对照组;皮瓣制作+显微吻合时间长于对照组;外形修复、正常进食、口腔开合功能、口腔容纳水测试、正常吞咽、咀嚼功能、语言表达能力、正常咬合功能分数,皮瓣成活率和修复满意度高于对照组(P<0.05)。结论:口腔颌面部肿瘤术后皮瓣修复患者行不同皮瓣修复术的效果存在差异,股前外侧皮瓣相对比胸大肌皮瓣更具备优势,可缩短手术时间,改善口腔功能,安全度、患者满意度较高。
目的:合成华法林钠生产工艺中产生的杂质WF-Z1~WF-Z6;方法:以2’-羟基苯乙酮(SM-1)为起始原料与碳酸二甲酯(SM-2)进行缩合反应生成4-羟基-1-苯并吡喃-2-酮(WF-1),然后与4-苯基-3-丁烯-2-酮(SM-3)进行迈克尔加成反应得到3-(α-丙酮基苄基)-4-羟基香豆素(WF),最后在酸性条件下与甲醇,乙醇或异丙醇进行缩酮反应得到相应的目标杂质WF-Z1~WF-Z6。结果:目标杂质采用液相联用质谱(LCMS),核磁共振氢谱(1H NMR),核磁共振碳谱(13C NMR)等检测手段鉴定了其化学结构。结论:合成的杂质可以作为华法林钠工艺杂质的杂质对照品,且本工艺路线起始原料廉价易得,有望用于工业化生产。