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图源:unsplash
高龄是影响COVID-19严重程度的一大危险因素。与患有肥胖、心脏病、糖尿病或其他多种合并症相比,老年人感染COVID-19后的风险相对来讲还低一些。
当然,从癌症到心血管疾病再到神经退行性疾病,老化与许多疾病之间存在着相似的关系。我们了解这个事实已经太久了,以至于会下意识地忽略掉它。但事实上,老龄化是地球上最有害疾病的最大风险因素。我们对流感和COVID-19等病毒的脆弱性就是这样一个例子。
COVID-19重新引起了我们的注意,我们再次意识到,这个长期被忽视的伤口是需要治疗的:随着年龄的增长,我们的免疫系统功能失调,使我们更容易受到许多侵犯。
为解决这个老问题,我们需要采用新技术,以便更好地了解免疫系统如何随着年龄的增长而变化,确定哪些变化会导致疾病,以及快速寻找可逆转它们的药物。
Spring Discovery多年来一直在构建这个系统:一个团队加工具组合成一个高通量的药物发现机器,激光专注于治疗老化。最近,我们把这台机器对准了对病毒的免疫反应随年龄增长而下降的现象。
按年龄划分的病死率,《从数据中看我们的世界中COVID-19的死亡率风险》(/mortality-risk-covid#case-fatality-rate-of-covid-19-by-age)
投入COVID-19疗法的大部分时间和金钱通常流入以下三个类别之一:
· 靶向并解除病毒本身的抗病毒药
· 调节免疫功能的疗法
· 抗体治疗。
Spring的方法提出了一个与众不同的问题。这是一个简单却重要的问题,很多人忽略了它:为什么老年人免疫系统的表现受到像COVID-19这样的病毒攻击时比年轻人的免疫系统差很多?哪些药物会有所帮助?
Vadim Gladyshev 说:“如果COVID-19对老年人的影响最大,而不是针对病毒,我们是否不应该将更多精力放在加强宿主身上?”
当COVID-19突然出现并开始对老年人产生不成比例的影响时,我们发现自己处于一个独特的位置。我们花了数年时间研究Spring构建技术来分析老化的免疫系统,这是一个很难解决的问题——“免疫系统是复杂的”,仅仅这样一句话并不能很好地解释我们随着年龄增长免疫系统所经历的细微变化。
我们的技术通过将机器学习与高通量实验室自动化相结合来测量许多与老年人免疫功能异常相关的表型,从而应对这一挑战。我们通过捕捉细胞组成、细胞间相互作用、细胞器结构、细胞因子水平和其他导致年龄相关功能障碍的隐藏复杂性的变化来创建“多表型老化模式”,所有这些都是从一个试验井中获得的。
有了这台机器,我们可以通过将捐赠者的免疫细胞暴露于病毒中,并捕捉每个人的多表型老化特征,来准确检测老年人和年轻人对病毒的免疫反应差异。同样的技术可以对数千种化合物进行无偏见的筛选,寻找出能使老年捐赠者的免疫细胞像年轻捐赠者一样对病毒感染作出反应的药物。
今天,我们正在共享一份描述该免疫老化技术的预印本,并使用它来筛选数千种化合物以找到免疫老化疗法。(/content/10.1101/.07.30.223875v1)
我们还使用该预印本来标记机器上浮出的一种特定药物,该药物值得投资作为COVID-19的治疗方法,它具有抵抗免疫老化的潜力,同时也适合于大流行——双硫仑。
双硫仑是一种获批的、通用的、廉价的、可广泛使用的药物,具有良好的安全性,所有这些都是全球大流行的理想特性。它开发于20世纪40年代,目的是帮助人们对抗酗酒。
在筛选了数千种化合物并进行了多次剂量反应验证后,机器以无偏见的方式使双硫仑表面浮出水面。免疫老化特征表明,双硫仑可能会将多种与年龄相关的表型恢复到较年轻的状态(细胞因子水平,T细胞表型,病毒感染表型等等)。像任何其他体外研究一样,这需要大量的后续研究。在写这篇文章时,我们正在与合作伙伴进行体内验证。
免疫学领域的领军人最近也发现了双硫仑具有良好的抗炎作用。朱迪·利伯曼和郝武的一项关键发现表明,它抑制了炎性体介导的焦细胞凋亡,对COVID-19炎性体靶标的观察也加剧了这种可能性,它可能与造成COVID-19炎症失控过程和其他炎症性疾病的根本原因有直接关系。
不久前,UCSF独立宣布了一项针对COVID-19患者的双硫仑的小型概念验证临床试验。我们很高兴看到这一步,它代表了COVID-19治疗药物领域中的一种独特方法,这种药物在机器中首先提出了一个问题:“如何帮助老年人的免疫系统对像年轻人一样的病毒作出反应?”
随着年龄的增长,人们变得更加容易患病。COVID-19只是许多疾病中最新颖的疾病,我们对老化和免疫系统对健康影响的关注远远超出了对单一病毒的担忧,能在这一问题上有所推进,将会产生非常积极的影响。
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