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·294·中国药理学与毒理学杂志2024年4月第38卷第4期ChinJPharmacolToxicol，Vol38，No4，Apr2024

·综述·

人工智能在药物再利用治疗新型冠状病毒感染研究中的应用及问题分析

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单士喆，文博，乔天慈，单光存

（1.中国中医科学院广安门医院，北京100032；2.香港都会大学，香港999077；3.上海中医药大学

附属岳阳中西医结合医院，上海200437；4.北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院/

北京大数据与精准医疗高精尖创新中心，北京100191）

摘要：近年来，为应对新型冠状病毒感染（COVID-19）的暴发，药物再利用成为寻找COVID-19治疗药

物的有效策略。人工智能（AI）能够快速计算筛选大量药物数据库以获取候选药物，在药物再利用领域得到

广泛应用。根据算法设计原理，AI应用于药物再利用治疗COVID-19研究的方法可分为3类：①基于网络

的模型，强调药物与疾病间关联性的识别，以揭示药物的潜在治疗机制；②基于结构的方法，通过药物和靶

点间结构相互作用的分析实现精确筛选；③机器学习/深度学习方法，利用复杂非线性数据的多维度处理进

行候选药物预测。尽管AI在药物再利用中发挥了重要作用，但数据的质量和数量对AI计算结果影响显著；

实验研究无法全面模拟人体的复杂生理环境，从而可能限制候选药物在非临床研究阶段的精确验证；而且

针对原始适应证的药物优化可能影响候选药物在治疗COVID-19中的有效性，治疗时机和个体差异也可能

对临床效果产生影响。本文对AI在药物再利用治疗COVID-19研究中的应用和挑战进行综述，以期为将AI

技术进一步应用于治疗COVID-19药物研究提供参考。

关键词：人工智能；药物再利用；新型冠状病毒感染

中图分类号：R978.7，R965文献标志码：A文章编号：1000-3002-（2024）04-0294-10

DOI：10.3867/j.issn.1000-3002.2024.04.007

新型冠状病毒感染（CoronaVirusDisease工智能（artificialintelligence，AI）能够从庞大复杂

2019，COVID-19）是由新型冠状病毒（severeacute的数据中挖掘出信息和规律，具有速度快和效能高

respiratorysyndromecoronavirus2，SARS-CoV-2）的特点，成为药物再利用的有效工具，可加快研发

引起的。SARS-CoV-2是一种β冠状病毒，传染性速度，降低研发成本，在较短时间内开发更多的治

强，通过飞沫传播的能力及其在无生命物体表面的疗策略和候选药物，展示出突出的应用潜力和发展

［1］

稳定性均很高，对全球健康造成威胁。2023年前景。目前，AI应用于药物再利用的方法分为基

5月5日，世界卫生组织指出，COVID-19不再构成于网络的模型、基于结构的方法和机器/深度学习

国际关注的突发公共卫生事件，然而同时指出，这方法3类，已在药物再利用治疗COVID-19研究中

并不意味着COVID-19作为一种全球健康威胁已经取得一定进展。本文对该进展进行综述，以期为

［2］

结束，目前是一个既定和持续的卫生问题。2020年AI技术进一步用于治疗COVID-19药物研究提供

以来，COVID-19的出现和快速蔓延，对社会、经济参考。

和公众健康等构成了严重挑战。同时，在寻找有效

的COVID-19治疗药物的过程中，药物再利用引起1AI在药物再利用治疗COVID-19研究中的

广泛关注。药物再利用是发掘现有药物在原有适应用方法和原理

应证之外的新用途，比开发新药更快，成本更低，这