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结核病治疗新思路:“1+1>2”的药物组合协同方案

结核病是一种由结核杆菌感染引起的慢性传染病,发病严重有可能会致命,但耐心治疗也可以痊愈。每年约有1000万人发展为结核病活跃病例,160万人因此死亡。据统计,全世界大约有17亿人感染了结核菌。这些结核菌可能处于休眠状态数周至数年,然后会因为一些诱因变得活跃并导致10%的感染者患病。

感染了肺结核的人,通常会服用六到八个月的药物。如此长的治疗时间,很多患者会失去耐心,不坚持治疗。另外,药物毒性的副作用也会因为治疗时间过长而累积变得明显。这些问题都会导致患者康复效果差或引起其他并发症。然而,最为糟糕的是,有些人会对药物产生耐药性。一旦产生耐药性,意味着原来的药物对患者已经不起作用了,需要改变药物治疗方案,治疗时间可能会延长到两年,许多不确定因素又会暴露出来,所以耐药性结核病患者的死亡率非常高。

既然“治疗时间长”是结核病治疗的痛点所在,那么缩短治疗时间就很有可能为治愈创造更多机会。在新的研究中,加州大学洛杉矶分校的科学家通过使用一种成为“人工智能 - 抛物线响应面”的方法,使得治疗持续时间显著缩短。该数据分析方法主要研究的是药物组合协同作用,通过搭配使得组合中的单个药物比原来无协同的单个药物具有更强的效果,也就是我们常说的“1+1>2”的组合特效。

该方法用于细胞培养和随后的结核病小鼠模型,使研究人员能够快速确定数十亿种药物和剂量组合种的三种或四种药物组合,从而显著缩短结核病治疗的持续时间。这些方案适用于治疗药物敏感性结核病和大多数耐药性结核病例,即作为“普遍”治疗方案,且较目前可用的标准治疗方法快5倍。加州大学洛杉矶分校David Geffen医学院的医学和微生物学、免疫学和分子遗传学杰出教授Marcus Horwitz博士说道:“如果我们的研究结果在人体研究中得到重复,患者将更快地治愈,更有可能坚持药物治疗方案,减少药物毒性,并且不太可能患上耐药型结核病。”

人工智能 - 抛物线响应面平台由联合作者、加州大学洛杉矶分校Henry Samueli工程学院机械和航空航天工程杰出研究教授何明明开发,目前已应用到动物传染病、癌症和器官移植方面。

研究人员评估了15种药物,已确定最佳的四种药物组合。两种最有效的方案包括氯法齐明、贝达喹啉、吡嗪酰胺和阿莫西林/克拉维酸盐或迪拉马尼片。小鼠在其中一种药物方案治疗下,三周达到了100%治愈率,且没有复发;另一种方案则在五周内治愈了小鼠。而使用标准药物治疗的小鼠,六周后肺部仍有结核菌,需要至少16到20周才能实现治愈。

抛物线响应面方案不包括异烟肼和利福平,这两种药物是标准方案中多药耐药结核病患者产生耐药性的药物;也不包括氟喹诺酮类药物和氨基糖苷类药物,这些药物对耐药结核病患者也会产生耐药性。也就是说,抛物线响应面方案适用于大多数甚至是耐药性最强的结核病例。

下一步将会把测试转移到结核病患者上,特别是对标准药物有耐药性的结核病患者。研究人员计划扩大治疗平台,以便开发更多更有效的药物组合。

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