< Return to Video

用小分子蛋白质定制的新型药物

  • 0:01 - 0:03
    我是一名蛋白质设计师。
  • 0:05 - 0:08
    我想跟大家谈谈一种新型药物。
  • 0:08 - 0:12
    它是由一种名为限制性肽
    的分子构成的。
  • 0:12 - 0:15
    现在市面上只有少量
    限制性肽药物，
  • 0:15 - 0:17
    但是在接下来的十年里
    将会有更多这样的药物面世。
  • 0:17 - 0:19
    我们来看看这些新药
    是由什么构成的，
  • 0:19 - 0:23
    有什么不同，
    以及是什么正掀起一场
  • 0:23 - 0:25
    崭新又振奋人心的药物浪潮。
  • 0:26 - 0:30
    限制性肽是非常小的蛋白质分子。
  • 0:30 - 0:34
    它们拥有额外的化学键
    来约束分子结构，
  • 0:34 - 0:36
    因此它们异常稳定，
  • 0:36 - 0:37
    效力强大。
  • 0:38 - 0:40
    它们是天然生成的分子，
    人体自身就会产生一些限制肽
  • 0:40 - 0:44
    来帮助我们对抗细菌、
    真菌和病毒感染。
  • 0:44 - 0:46
    像蛇和蝎子一类的动物，
  • 0:46 - 0:49
    它们的毒液里也含有限制性肽。
  • 0:49 - 0:52
    由蛋白质制成的药物
    被称为生物药品。
  • 0:52 - 0:54
    其中包括限制性肽，
  • 0:54 - 0:56
    还有胰岛素，
  • 0:56 - 1:00
    或者抗体药物，如修美乐或恩博
    【注：自身免疫疾病用药】。
  • 1:00 - 1:03
    一般来说，生物药品很好，
  • 1:03 - 1:07
    因为它们能避免若干
    药物引发的副作用。
  • 1:07 - 1:09
    首先，我们来说说蛋白质。
  • 1:09 - 1:12
    它是我们体内纯天然、
    无毒性的物质。
  • 1:12 - 1:15
    我们的细胞能合成
    成千上万种不同的蛋白质，
  • 1:15 - 1:17
    我们的食物基本都
    含有蛋白质。
  • 1:17 - 1:21
    第二，有时候药物会跟
    你体内的分子反应，
  • 1:21 - 1:23
    这是你不希望发生的。
  • 1:23 - 1:25
    相比起小分子药物，
  • 1:25 - 1:27
    这里我指的是阿司匹林
    之类的常规药物，
  • 1:27 - 1:29
    生物药品分子挺大的。
  • 1:29 - 1:33
    当分子的形状能天衣无缝地契合，
    它们便会相互作用。
  • 1:33 - 1:35
    就像是锁配钥匙一样。
  • 1:35 - 1:37
    一把较大的钥匙有更多的沟槽，
  • 1:37 - 1:40
    因此很可能只匹配单个锁。
  • 1:40 - 1:43
    但是多数生物药品
    都有一个缺陷。
  • 1:43 - 1:44
    它们往往比较脆弱，
  • 1:44 - 1:46
    因此通常是注射给药，
  • 1:46 - 1:48
    因为当我们试图口服的时候，
  • 1:48 - 1:50
    胃酸可能会让药物失效。
  • 1:50 - 1:52
    限制性肽刚好相反。
  • 1:52 - 1:54
    它们跟常规药一样很耐久。
  • 1:54 - 1:59
    因此给药方式可以是
    药丸、气雾剂、药膏。
  • 2:00 - 2:04
    这正是限制性肽在药物开发中
    备受青睐的原因。
  • 2:04 - 2:06
    它们把小分子药和生物药品
  • 2:06 - 2:10
    最好的一些特征合为一体。
  • 2:10 - 2:12
    但不幸的是，要想重组
  • 2:12 - 2:15
    自然界中的限制性肽，
    将其制成新药，
  • 2:15 - 2:17
    是异常困难的。
  • 2:17 - 2:18
    这就是我的领域了。
  • 2:18 - 2:22
    创造一种新型药物就好像是
  • 2:22 - 2:24
    为某把特定的锁
    打造匹配的钥匙。
  • 2:24 - 2:26
    形状尤为关键。
  • 2:26 - 2:29
    但是如果我们过度改变
    限制性肽的形状，
  • 2:29 - 2:31
    那些额外的化学键便无法形成，
  • 2:31 - 2:33
    整个分子结构也会随之瓦解。
  • 2:33 - 2:37
    因此我们得解决
    如何控制好它们的形状的问题。
  • 2:37 - 2:39
    来自三大洲的十几个机构
  • 2:39 - 2:42
    组成了一个科研合作小组
    来解决这个问题，
  • 2:42 - 2:45
    我当时是其中的一员。
  • 2:45 - 2:49
    我们采取了与之前的尝试
    截然不同的方法。
  • 2:49 - 2:50
    我们并没有选择改变
  • 2:50 - 2:52
    天然的限制性肽，
  • 2:52 - 2:55
    而是发现了如何从零开始
    制造全新的限制性肽。
  • 2:56 - 2:57
    为了达到目标，
  • 2:57 - 3:00
    我们开发了免费开源的
    限制性肽设计软件，
  • 3:00 - 3:02
    任何人都可以使用。
  • 3:02 - 3:03
    为了测试我们的方法，
  • 3:03 - 3:06
    我们生成了一系列限制性肽，
  • 3:06 - 3:08
    形状不一、种类繁多。
  • 3:08 - 3:11
    其中很多是自然界
    前所未有的。
  • 3:11 - 3:14
    接着我们到实验室
    制造这些限制性肽。
  • 3:14 - 3:16
    接下来，我们用实验确定了
  • 3:16 - 3:18
    它们的分子结构。
  • 3:18 - 3:20
    当我们将自己所设计的模型
  • 3:20 - 3:21
    跟真实的分子结构作对比的时候，
  • 3:22 - 3:25
    我们发现该软件
    能以可测量的最大精度
  • 3:25 - 3:28
    来设计单个原子的位置。
  • 3:28 - 3:30
    这在三年前是不可能办到的。
  • 3:30 - 3:33
    但是今天，我们拥有
    制造设计肽的能力，
  • 3:33 - 3:36
    能为药物开发定制
    （限制肽的）形状。
  • 3:37 - 3:38
    那么这项技术将
    引导我们前往何方？
  • 3:39 - 3:40
    最近，
  • 3:40 - 3:43
    我和同事们设计出了
  • 3:43 - 3:46
    能消除流感病毒、
  • 3:46 - 3:49
    能防止肉毒杆菌中毒、
  • 3:49 - 3:51
    能抑制癌细胞增长的限制性肽。
  • 3:51 - 3:53
    其中一些新型药物
  • 3:53 - 3:56
    已经在实验室里用动物
    进行了临床前试验。
  • 3:56 - 4:00
    目前来看，它们都很安全，
    且非常高效。
  • 4:00 - 4:03
    限制性肽设计
    是一项前沿技术，
  • 4:03 - 4:06
    同时药物开发的进程
    漫长而谨慎。
  • 4:06 - 4:08
    因此我们还需三到五年
    才能开始人体试验。
  • 4:08 - 4:10
    但与此同时，
  • 4:10 - 4:11
    有更多的限制性肽药物
  • 4:11 - 4:14
    将进入药物开发进程中。
  • 4:14 - 4:18
    最终，我相信限制性肽药物
  • 4:18 - 4:20
    将让我们从疾病的枷锁中
  • 4:20 - 4:23
    得到彻底的解放。
  • 4:23 - 4:24
    谢谢大家。
  • 4:24 - 4:28
    （掌声）
Title:
用小分子蛋白质定制的新型药物
Speaker:
克里斯托弗 · 巴尔
Description:

一些常见的救命药物，如胰岛素，由分子巨大、脆弱不堪的蛋白质构成，只能靠注射而不能像药丸那样口服。但是新一代药物——由被称为限制性肽的，更小且更稳定的蛋白质构成——正冉冉升起。在这个短小精悍的演讲中，分子工程师兼 TED 学者克里斯托弗 · 巴尔（Christopher Bahl）解释了他如何利用计算机设计来创造强效的限制性肽，在未来能消除流感，防止肉毒杆菌中毒，甚至限制癌细胞增长。
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
04:41

Chinese, Simplified subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.