借重IBM超級電腦! 美科學家發現 緩激肽風暴可能才是COVID-19發炎主因

2020/09/04
借重IBM超級電腦! 美科學家發現 緩激肽風暴可能才是COVID-19發炎主因
近日,田納西州美國能源部橡樹嶺國家實驗室(ORNL)研究人員,使用全球第二快IBM的超級電腦「高峰」(SUMMIT),與COVID-19有關的17,000個基因樣本中的40,000多個基因的數據、25

2020.09.03環球生技雜誌/記者 彭梓涵編譯

近日,田納西州美國能源部橡樹嶺國家實驗室(ORNL)研究人員,使用全球第二快IBM的超級電腦「高峰」(SUMMIT),與COVID-19有關的17,000個基因樣本中的40,000多個基因的數據、25億種遺傳組合,並提出緩激肽假說(bradykinin hypothesis) 新理論,說明新冠病毒如何影響人體。

橡樹嶺國家實驗室已不是第一次借重超級電腦算力,進行大規模數據的分析,今年3月,該實驗室也利用IBM的高峰超級電腦掃描了超過8000個化合物,進而找出具備潛力的77個小分子化合物,幫助科學界更快找出對抗COVID-19疫情的藥物。

此次橡樹嶺國家實驗室花費一個多星期再次分析巨量基因數據,論文通訊作者電腦系統生物學家 Daniel Jacobson表示,從分析數據中,發現患者的血壓調節與體液平衡的腎素-血管收縮素系統(Renin-Angiotensin System,RAS)中重要的酵素基因出現異常。

RAS是調節發炎反應的重要系統,團隊也追蹤COVID-19患者肺液樣本中RAS內的緩激肽級聯反應(cascade),結果發現激肽(kinin)在COVID-19患者體內過量表現,且抑制緩激肽級聯反應的血管張力素轉換酶(ACE)表現也減少,激肽是一種擴張血管並使之滲透的化合物,過量的激肽會導致血管滲漏,從而使液體聚集在人體的軟組織中。

目前許多關於COVID-19的研究都集中在細胞激素風暴(cytokine storm)上,不過Jacobson認為,緩激肽可能才是使許多病毒發病的關鍵,”緩激肽風暴(bradykinin storm)”可以解釋COVID-19患者所經歷的多種症狀,包含:肺部異常積液、肌肉疼痛、疲勞、噁心、嘔吐、腹瀉、頭痛和認知功能下降。

Jacobson也表示,使COVID-19惡化可能是緩激肽風暴而不是細胞因子風暴,不過現在在患者中觀察到的,可能是兩者錯綜複雜引起的後果。而目前針對緩激肽級聯反應機制中,已知的現有藥物至少有十種,但還須要進行大規模臨床試驗確定,這些藥物是否有治療效果。

 

 

資料來源:

https://www.biospace.com/article/-oak-ridge-researchers-use-supercomputer-on-covid-19/