为“被忽视的重大疾病”寻找治疗方法而开发的软件

几十年来，世界各地的科学家一直致力于开发治疗血吸虫病的方法。血吸虫病是一种水生寄生虫，影响着全球超过2亿人。为了帮助这项研究，旧金山州立大学(San Francisco State University)计算机科学教授拉胡尔·辛格(Rahul Singh)开发了一款软件，解决了定量评估一种药物对疟原虫影响的关键挑战。Singh和他的团队最近完成并公开了量子剂量反应计算器(QDREC)，该软件可以分析显示潜在药物对寄生虫影响的图像，并对其有效性进行量化。该软件的描述在网上发表生物信息学(牛津大学出版社)。

QDREC旨在简化药物发现过程的筛选阶段，在此期间首先确定可能的药物。传统上，在将化合物引入寄生虫后，科学家需要精心记录和分析变化。辛格说，这项过程的主观和低通量的科学家们需要学习潜在药物的效果 - 是突破的主要障碍之一。“你被注定只是一个涓涓细流的进步，”他补充道。

“我突然想到，试着用计算和算法来做一些人类还做不到的事情，那就是将人工智能的过程自动化。寄生虫”辛格说。“生物学家或化学家会捕捉寄生虫身上发生的事情的图像或视频，然后计算机会自动分析这些图像，在这个过程的最后，计算机会提出一个单一的测量方法来量化这种化合物是否有效。”

在过去的六年里，Singh和他的学生团队开发了许多组成QDREC的算法解决方案。目前，世界各地的寄生虫学家、生物学家和其他药物开发人员都可以免费使用该软件，以寻找治疗血吸虫病的方法。

这种寄生虫在撒哈拉以南非洲、南美洲和东南亚的部分地区流行，辛格将其描述为一种“被忽视的重大疾病”的起因。这种寄生虫生活在淡水中，当人们进入水中时，它就会穿透人的皮肤。它可以在体内繁殖数十年。由人体对虫卵的反应引起的症状包括腹痛、肝肿大和肾脏损害。受感染的儿童往往出现学习困难。

辛格解释说，除了造成身体疼痛和痛苦之外，血吸虫病还造成了不幸的多米诺骨牌效应。辛格说:“通常情况下，穷人不得不使用感染了这种寄生虫的水，然后他们就会染上这种使人衰弱的疾病，所以这对他们的经济造成了影响。”“这是贫穷的恶性循环，越变越糟。”

Singh指出，虽然确实有一种叫做吡喹酮的药物可以治疗这种疾病，但在几十年的时间里，用一种药物来治疗大面积的数百万人，会带来寄生虫产生耐药性的高风险。为此，世界卫生组织已指定迫切需要发现治疗血吸虫病的新疗法。

尽管如此，辛格说，商业药物研发部门通常忽视了这类疾病——尽管它们影响了很大一部分人类——因为大多数受感染的人是穷人。辛格说:“患有这些疾病的人没有携带信用卡，所以制药公司试图追踪这些疾病的业务模式不合适——他们赚不到足够的钱来收回他们的研究和开发成本。”

但辛格说，他对QDREC将有助于找到有效的治疗方法持乐观态度血吸虫病。辛格说:“这种寄生虫从19世纪就开始研究了，但直到上个月，QDREC获得的那种结果都不可能。”“现在科学家们可以筛选大量化合物，上传数据，按下按钮，几分钟后他们就会知道哪些是有效的——而在此之前可能需要数月或数年的时间。”

---

---