本项创新专利揭示了钴络合物在开发治疗细胞因子风暴相关疾病的药物中的潜在应用。通过筛选具有抗炎特性的天然药物,并利用这些药物的结构式,结合机器学习算法,本技术旨在开发出新型有效的治疗药物,以应对细胞因子风暴引发的健康危机。
背景技术
细胞因子风暴,又称为细胞因子释放综合征(Cytokine Release Syndrome,CRS),是一种严重的免疫反应性疾病。其特点是机体异常释放大量炎性细胞因子,引发全身性炎症反应和组织损伤。通常情况下,细胞因子风暴由感染、免疫治疗或其他刺激引发的免疫系统失控所致。其临床表现多种多样,包括高热、寒战、心率增加、呼吸急促、低血压、组织水肿等症状。在严重病例中,可能出现休克、多器官功能衰竭等严重并发症,严重威胁患者的生命。尽管细胞因子风暴的发病机制尚未完全明确,但研究表明其与多种炎性细胞因子的过度释放密切相关,如肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β(IL-1β)等。这些炎性细胞因子可诱导全身性炎症反应,导致血管渗透性增加、血栓形成、器官功能损害等严重后果。例如,SARS-CoV-2病毒便是由于引起了患者体内的细胞因子风暴反应,进而对患者的生命健康构成严重威胁。因此,对细胞因子风暴型相关疾病的及时诊断和有效治疗对于提高患者的生存率至关重要。
治疗细胞因子风暴的方法主要包括控制炎性反应、维持血流动力学稳定和支持器官功能,常见治疗措施包括抗炎药物、血管活性药物、液体复苏和呼吸支持等。然而,当前可供选择的免疫调节剂或细胞因子抑制剂等治疗手段还相当有限,而且仅限于治疗特定感染引起的细胞因子风暴,并不具备广谱性。
金属元素是生命体的重要组成部分,金属离子及金属蛋白在许多生命过程中都发挥着重要作用。比如,在所有已知的酶中,约有三分之一的酶具有金属辅因子,后者构成酶的结构、可催化组分或调控酶功能。事实上,人们早已开展了对金属离子调节免疫系统的研究,比如形形色色的金属过敏的发现。1950年大规模出现的金属镍接触性皮炎是世界范围内最为多发和著名的超敏反应。镍离子通过结合TLR4激活巨噬细胞,释放炎性因子和I型干扰素并激发T细胞免疫。又如1926年发现并开始在全球使用的铝佐剂。近年来,关于金属元素在免疫系统中的功能的报道越来越多,使人们对金属免疫学的认识越发深入,例如,据研究,锰离子可以通过结合cGAS直接激活天然免疫信号通路cGAS-STING-TBK1-IRF3-IFNB1,具有抗病毒和抗肿瘤的临床应用价值。随着对金属免疫学的研究不断深入,有望揭示金属元素与免疫系统之间更加复杂和微妙的相互作用,为人类健康和疾病防治提供新的启示和解决方案。
虽然目前已经报道了锰、钙、铁、钴、镍和锌等几种常见金属元素直接参与或者间接调节免疫系统的功能,但是金属络合物介导免疫和炎症反应的具体作用机制尚不明确。因此,目前仍需要研究金属络合物介导免疫和炎症反应的具体作用机制,以获得治疗细胞因子风暴相关疾病的新策略。
实现思路