弗吉尼亚大学医学院的科学家们开发了一种计算工具，以加速新疾病治疗方法的研发。该工具超越了当前的人工智能（AI）方法，不仅能识别哪些患者群体可能受益，还能揭示药物在细胞内的作用机制。
研究人员通过展示该工具的潜力，发现了一种有希望预防心脏衰竭的候选药物。心脏衰竭是美国和全球的主要死因之一。
这种新的AI工具名为LogiRx，能够预测药物如何影响体内的生物过程，帮助科学家理解药物除了其原始用途外的其他效果。例如，研究人员发现抗抑郁药艾司西酞普兰（商品名Lexapro）可能防止导致心脏衰竭的心脏有害变化。在美国，心脏衰竭几乎占所有心血管死亡的一半。
“AI需要从检测模式转向生成理解。我们的LogiRx工具不仅帮助我们识别哪些药物可以重新用于心脏病治疗，还揭示了它们在心脏中的作用机制。”弗吉尼亚大学的杰弗里·J·索塞曼博士表示。
预防心脏衰竭
每年有超过40万美国人死于心脏衰竭。心脏衰竭的一个标志是心肌细胞过度生长，使心肌增厚，从而阻碍心脏正常泵血功能。这种情况称为心肌肥大。
索塞曼和他的团队，由博士生泰勒·埃格特森领导，希望看看LogiRx能否识别出具有预防心肌肥大潜力的药物，并最终防止心脏衰竭。他们使用该工具评估了62种先前被认定为有潜力的候选药物。LogiRx成功预测了其中7种药物的“非靶向”效应，这些效应可能有助于防止有害的细胞肥大，并且在两种药物的细胞实验中得到了验证。
科学家们随后通过实验室测试和患者的用药结果来验证LogiRx的预测。后者显示，服用艾司西酞普兰的患者显著不太可能出现心肌肥大。
“LogiRx发现了已知对人体安全的老药的新用途，”弗吉尼亚大学生物医学工程系的埃格特森说。“这个工具可以帮助研究人员探索可能受益于某种药物的新患者群体，或者避免不必要的副作用。”
尽管还需要进一步的实验室研究和临床试验，医生才可能会开始将艾司西酞普兰用于心脏健康。但索塞曼对LogiRx在推进和加速新治疗方法方面的潜力感到兴奋，不仅针对心肌肥大，还包括许多其他严重的医疗状况。
“AI正在加速药物研发的许多方面，但在提供关于这些药物在体内如何工作的必要理解方面进展较少，”索塞曼说。“LogiRx是结合AI与现有细胞工作知识以寻找老药新用途的一步。”
研究成果已在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表。研究团队包括埃格特森、约书亚·G·特拉弗斯、伊丽莎白·J·哈迪、马修·J·沃尔夫、蒂莫西·A·麦金西和索塞曼。科学家们对此项工作没有经济利益。
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