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《EUvsVirus：开放研究知识图谱中的Covid-19生物测定法》

  • 来源专题：图书情报
  • 编译者： xuxue
  • 发布时间：2020-06-16

  • 2020年4月24日至26日，为期两天的EUvsVirus泛欧黑客大会旨在草拟出对抗COVID-19的解决方案。共计两万多人在本次黑客大会中组成了不同团队，在大会的37项挑战中提交了2000多个项目。37项挑战分为6大类：健康与生活、业务持续性、社会与政治凝聚力、远程工作与教育、数字金融等。“健康与生活”是最受欢迎的挑战类别，有超过800个团队参与挑战。
    TiB-Leibniz信息中心的团队“TIB ORKG”也挑战了“健康与生活”这个类别，团队由6人构成，分别是三位博士和博士后级别的生物化学和神经科学领域专家、一位软件开发专家，以及两位博士和博士后级别的人工智能和自然语言处理专家。在48小时的黑客挑战赛中，团队间无缝协作地完成了任务：一名成员在ORKG（Open Research Knowledge Graph）中策划了六次金标生物测定法，这对我们的团队提交工作是一个巨大的贡献；两名成员构建了机器学习模型；另一名成员验证了一部分自动注释的数据；软件开发人员开发了一个突出ORKG贡献的用户界面；另一名成员负责营销任务。
    我们的黑客挑战提案是：“开放研究知识图谱中的COVID-19生物测定法”。我们的目标是：“允许科学家使用带注释的生物测定轻松搜索相似的测定，并基于相似的特征从数据库中搜索各种语义结构的生物测定。”

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  • 《知识图谱如何有助于理解COVID-19相关治疗？》
    • 来源专题：图书情报
    • 编译者：xuxue
    • 发布时间：2020-06-16
    • 2020年4月24日至26日，德国科学技术图书馆（Technische Informationsbibliothek，简称TIB）的科学数据管理小组（Scientific Data Management ，简称SDM）参加了泛欧黑客马拉松EUvsVirus，旨在将专家、投资者和民间组织联系起来，共同制定应对冠状病毒疫情的创新解决方案。全世界公民响应号召，共提交提案2160多件，提出37项挑战。SDM与来自希腊的国家科学研究中心“Demokritos”的软件和知识工程实验室（Software and Knowledge Engineering Laboratory，简称SKEL）合作，展示了“Knowledge4COVID-19”知识图谱。SDM和SKEL整合科学文献和生物医学数据库，有助于解释冠状病毒相关治疗的预期结果。该知识图谱遵循知识工程技术，包含约50000份冠状病毒相关的科学出版物，这些出版物与500多万个生物医学实体（如药物、医疗条件、药物副作用和药物之间的相互作用）相关。此外，机器学习方法可以预测用于治疗COVID-19的药物的潜在不良反应。这样的评估对于做出与新临床试验相关的安全性决定至关重要。 未来德国科学技术图书馆计划整合COVID-19相关临床数据，以帮助解释存活率、药物相互作用和毒性之间的相关性，将“Knowledge4COVID-19”知识图谱与开放研究知识图谱（Open Research Knowledge Graph ，简称ORKG）组合起来。
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  • 《用于COVID-19的地塞米松纳米药物》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2020-08-05
    • 纳米制剂地塞米松，并通过静脉内注射或吸入给药，可通过将强效皮质类固醇药物靶向过度活化的免疫细胞，增强其抗水肿活性并开发其抗氧化剂，来帮助提高抗COVID-19的治疗效果。 -纤维化作用。 地塞米松是第一种在感染COVID-19的患者中具有挽救生命功效的药物。在全球最大的COVID-19治疗随机对照试验（RCT）中，即所谓的RECOVERY试验1，正在评估六种干预措施。除有效的抗炎皮质类固醇地塞米松外，还包括抗疟疾药物羟氯喹，抗生素阿奇霉素，抗艾滋病毒药物洛匹那韦-利托那韦，抗炎抗体托珠单抗和治愈患者的恢复期血浆。 RECOVERY试验的主要研究者发表的第一和第三份声明说，住院患者对羟氯喹和洛匹那韦-利托那韦没有临床益处1。第二份声明宣布，在需要机械通气的重症监护病房（ICU）的患者中，地塞米松（第1天6毫克；口服或静脉注射10天）可使COVID-19相关死亡人数减少35％1,2 。在接受氧气治疗的非通风患者中，死亡率降低了20％。此外，地塞米松治疗缩短了住院时间（地塞米松组为12天，标准护理为13天），并且在临床试验的28天之内出院的可能性更高（65％对61％ ）2。这些发现与最近发表的关于地塞米松在急性呼吸窘迫综合征中的功效的发现一致3，并有望对全球产生巨大影响。不仅因为地塞米松是第一种也是迄今为止唯一一种可显着提高COVID-19患者RCT生存率的药物，还因为地塞米松是一种非常著名和广泛使用的药物，这种药物被广泛使用并且非常便宜4。 最初针对COVID-19的RCT的主要重点是抗病毒药物，例如瑞姆昔韦，但是很明显，许多严重的病例和死亡是由于免疫系统反应过度导致过度炎症和巨噬细胞引起的。激活综合征（MAS）。在这一点上重要的是要注意的是，RECOVERY试验的最新结果表明，在COVID-19感染后1周，患者的健康状况主要是由于免疫病理现象而不是病毒复制而使人虚弱2。过度炎症和MAS会导致促炎性细胞因子（如IL-1β，IL-6和TNF-α）的过量生产（即细胞因子风暴），以及导致患者器官衰竭和死亡的凝血异常5,6。认识到促炎细胞因子在COVID-19严重性和死亡率中的重要性，已提出高度特异性的抗细胞因子生物制剂作为重症患者的潜在治疗方法，包括抗REC-6抗体，包括在RECOVERY试验中。尽管我们都热切期待此RCT和其他正在进行的RCT的进一步宣布，但令人惊讶的是，一种广为人知的广谱细胞因子抑制剂药物比特定的抗细胞因子抗体便宜至少一百倍。首先展示了对COVID-19的拯救生命的功效。当然，地塞米松的作用机制远不止抑制细胞因子。但是在目前的适应症和情况下，我们还不能将疾病的进展和患者的死亡与特定的分子特征联系起来，因此这种广泛的作用机制实际上可能是有益的。特别是如果我们能够改善地塞米松向在COVID-19的急性和进行性阶段起关键作用的靶细胞和组织的递送。 我们在这里建议将地塞米松制成纳米制剂，以改善对COVID-19并发症的处理。在临床前阶段，已经使用地塞米松纳米药物成功治疗了几种不同的疾病，包括例如类风湿性关节炎，炎性肠病，多发性硬化症，肝纤维化，伤口愈合和癌症7,8,9,10,11,12。就癌症而言，地塞米松脂质体已在同基因和异种移植小鼠模型中显示出有希望的功效，尤其是在多发性骨髓瘤13中，在该疾病中，地塞米松长期以来一直是诱导和维持治疗的基础药物。在亚琛工业大学的大学医学中心，2017年针对进行性多发性骨髓瘤的患者启动了PEG化地塞米松脂质体的首次人体临床试验14。迄今为止获得的结果显示，直至40 mg（地塞米松当量）的剂量都具有良好的耐受性，并且是疗效的初步征兆。 地塞米松纳米药物可用于治疗COVID-19的主张是基于广泛公认的观念，即静脉内给药和吸入后，纳米粒子会在巨噬细胞中有效积聚（图1）。在这种情况下，值得一提的是阿米卡星脂质体产品Arikayce，该产品于2019年被美国食品和药物管理局批准用于治疗鸟分枝杆菌复杂性肺部疾病。作为一种纳米药物制剂，Arikayce有效地靶向了细菌病原体所处的肺巨噬细胞，并且与游离的丁胺卡那霉素相比，它已被证明可以改善疾病治疗。按照同样的思路，当肺泡巨噬细胞作为干预COVID-19（亚）急性期的策略时，地塞米松脂质体的肺部递送可能优于游离地塞米松。另一方面，静脉内给药提供了使用脂质体和其他纳米药物制剂将地塞米松靶向富集吞噬细胞（如脾脏和骨髓）的髓样和淋巴样组织的可能性。此外，它还可以将有效的皮质类固醇药物有效且相对选择性地递送至炎症部位，在该部位血管渗漏且大量吞噬细胞已浸润，从而减弱促炎细胞因子，基质降解酶和其他信号分子的产生COVID-19中水肿形成和进行性组织损伤。在这方面，至关重要的是要赋予静脉注射的纳米药物以长循环行为（例如，通过PEG化），因为这会促进在病理部位浸润的炎性巨噬细胞中积累，同时避免被肝脏和脾脏居民快速捕获负责从血流中清除纳米药物制剂的巨噬细胞种群16。 就全球影响和控制COVID-19疾病负担而言，地塞米松纳米药物远不及疫苗。然而，在许多情况下，地塞米松纳米药物可能有助于疾病的日常管理： （1）如上所述，纳米药物制剂可以帮助将有效的皮质类固醇药物靶向于肺，血液，髓样和淋巴组织中的炎症引发和繁殖吞噬细胞。这有助于更好地控制MAS和细胞因子风暴，这与COVID-19相关的死亡5有关。结果，与使用游离药物治疗相比，接受通气或氧疗的危重病人有望更快，更有效地康复。 （2）地塞米松是一种高活性的抗水肿剂。其强大的抗肿胀特性有助于其在多种不同疾病（包括高级炎症性疾病和胶质母细胞瘤）中的作用机理，并且据推测也有助于其在COVID-19中的活性。纳米配方地塞米松可以通过在肺部发炎的部分中高度活化的免疫细胞群中随着时间的推移增加药物的利用率和药物活性来进一步增强这种作用。地塞米松纳米药物制剂还可以帮助患者从医院出院后的几天和几周保持抗炎和抗水肿药物的活性。 （3）地塞米松是一种高效的抗纤维化剂。在各种不同疾病模型中进行的多项临床前研究表明，地塞米松的抗纤维化作用可通过将其重新配制为纳米药物制剂来增强7、8、9、10、11、12。在这种情况下，地塞米松纳米药物已显示对于预防纤维化特别有用。由于肺纤维化最近已成为COVID-19长期随访管理中的关键并发症（尤其是在长时间通气的患者中）17，因此吸入或静脉注射地塞米松纳米药物可满足紧急医疗要求在此级别的COVID-19管理中也需要。 当现实地反思地塞米松纳米药物在治疗COVID-19中的潜力时，金钱和时间是需要考虑的关键问题。地塞米松是一种已经广泛使用且非常便宜的药物，事实证明它具有COVID-19的挽救生命的能力，从而大大提高了基于地塞米松的任何新型纳米药物的门槛。地塞米松纳米药物产品显然在组成和制造方面需要更高的复杂性，并且必须首先进行临床测试并进行注册，然后才能在市场上出售，该产品每次治疗至少要收取100美元的费用。使它在经济上可行。我们认为，这里的关键任务是精心设计纳米药物产品的临床研究，以明确证明其实际附加值。如果使用纳米药物制剂在COVID-19患者中靶向地塞米松分娩能够带来更好的结果，例如减少患者需要机械通气和/或需要昂贵的ICU住院天数18,19，那么这已经是巨大的收益可以轻松抵消纳米药物更高的复杂性和成本。如果在这些临床研究中，地塞米松纳米药物在改善危重患者的生存方面也能胜过免费药物，那么那将是世界范围内抗COVID-19的又一次重大飞跃。
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