哥大创建了世界上第一个医用毒液数据库

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你听说过不会毒杀人反而可以治愈人的毒素吗?由于对动物毒液治疗价值的兴趣日益增长,一对哥伦比亚大学的数据科学家创建了关于已知动物毒素及其对人类的生理效应的第一个目录。

VenomKB,简称毒液知识库,总结了5117项医学文献的研究结果,这些文献描述了毒素作为止痛片和作为癌症、糖尿病、肥胖、心脏衰竭等疾病的治疗药物。从文献的自动分析得出,VenomKB文库记载了各种毒液对人体有近42723项影响。尽管现代医学到目前为止仅仅利用了记录中的一小部分毒素,但研究人员希望这个目录能刺激新化合物和治疗的发现。

“根据这个列表我们可以盘点所知道的毒液和治疗作用。”哥伦比亚大学医学中心生物医学信息学的助理教授和数据科学研究所的成员Tatonetti说。“现在的问题是:我们如何使用这些信息与其他数据库去发现新的化合物和治疗药物?”

Tatonetti是Romano的论文导师,他们俩在2200万篇医学研究论文数据库中根据术语“毒液/治疗用途”进行搜索,结果出现了5117项与毒液有关的研究,他们将研究结果利用计算机算法进行了总结。在交叉引用毒素和多种药物并纠正其它数据中的不规范后,他们发现了42723种对身体具有特定效应的毒液。他们的研究结果在一个与研究VenomKB相关的杂志《科学数据》中发表了。

毒液的治愈能力与其在在野外的快速作用、致命效应相互矛盾。研究人员在超过173000种物种中发现,毒液经过几百万年的进化后可以作用于跟疾病相关的分子。

通过模仿或改变这些毒素如何作用于特定的人类细胞,研究人员能够研发出抑制疼痛或治疗疾病的药物,这些药物比市场上已有的药物往往副作用更小。

据国家地理杂志2013年的报道:迄今为止,依照上述策略,研究人员已经研发出十几种主要药物。最先研发出的是一种名为阿尔文的抗凝剂,在20世纪60年代末一个医生发现了蛇毒蛋白酶之后,阿尔文受到了青睐。阿尔文是马来亚蝮蛇蛇毒的提纯部分,在血栓栓塞性疾病中用作抗凝剂,可以治疗腿部的血液凝块。

在2型糖尿病中广泛使用的药物百泌达,是由美国和墨西哥本土毒蜥蜴唾液中的毒素艾塞那肽制成的。

另一种药物,蛙皮素,可以治疗胃肠道功能紊乱,它来自于欧洲火腹蟾蜍皮肤中的毒素。

研究人员对有毒的锥形蜗牛产生的五种化合物进行了临床试验,包括齐考诺肽,一种类似于吗啡的镇痛剂。

在VenomKB的5117 篇文献中,马来亚蝮蛇、毒蜥,欧洲火腹蟾蜍和锥形蜗牛的文献约占18%。然而仍有1000万以及更多的有毒物种还有待研究。毒素学家、哥伦比亚大学进化研究博士Zoltan Takacs估计,还有2000万毒素等待被筛选。

VenomKB是在Romano和 Tatonetti进行关于毒液的药物应用研究时建立的。导师建议Romano寻找毒液数据库。令他们吃惊的是,别说数据库了,连一个毒液目录都找不到。因此他们干脆自己建立了一个毒液数据库VenomKB。尽管VenomKB现在规模不大,但随着研究人员提供更多的数据,VenomKB也将更有价值。Romano表示,“拥有一个足够大的数据库,我们可以就可以筛选更有效、更安全的化合物。”

化合物及其生物效应的数据库在近年来已经被用于发现和开发新药物,及发现正在使用的药物的问题。Tatonetti和他的同事们挖掘了一个记录药物副作用的联邦数据库——FDA不良事件报告系统(FAERS),他们发现帕罗西汀品牌出售的抗抑郁药物帕罗西汀和普拉固的相互作用,会提高糖尿病患者的血糖水平。

随着VenomKB的启动和运行,Tatonetti 和Romano计划贡献出自己的数据。从来自黑曼巴的干毒液样本开始,他们将实验并探索新的治疗慢性疼痛、糖尿病和心脏病的方法。

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