摘要：亚利桑那大学的科学家发现，治疗骨质疏松症的药物利塞膦酸盐可能有助于治疗与扩张型心肌病 (DCM) 相关的罕见基因突变，这是一种影响年轻人的心脏病。他们利用人工智能和超级计算机识别并测试了这种药物，成功纠正了动物模型中的突变蛋白质，为临床试验铺平了道路。

亚利桑那大学的科学家发现，治疗骨质疏松症的药物利塞膦酸盐可能有助于治疗与扩张型心肌病 (DCM) 相关的罕见基因突变，这是一种影响年轻人的心脏病。他们利用人工智能和超级计算机识别并测试了这种药物，成功纠正了动物模型中的突变蛋白质，为临床试验铺平了道路。

亚利桑那大学医学院图森分校研究人员的一项研究表明，美国食品药品监督管理局（FDA ）批准的骨质疏松症治疗方法可以帮助恢复突变蛋白质的形状并增强心脏功能。

由亚利桑那大学图森医学院科学家联合领导的研究小组发现，一种治疗骨质疏松症的药物可以抵消与特定心脏病相关的罕见基因突变。他们的研究结果发表在《临床研究杂志》上，可能对治疗其他罕见疾病具有更广泛的意义。

扩张型心肌病 (DCM) 是一组以心肌衰弱为特征的疾病，由于心脏难以有效地泵血，可能导致危及生命的并发症。根据美国心脏协会的说法，DCM 主要影响 50 岁以下的儿童和成年人。

当心脏衰弱时，身体会自然地试图通过增加工作量来进行补偿，以维持全身足够的血液循环。

“让心脏收缩得更用力、更快实际上会使情况变得更糟——它会更快衰竭。”共同资深作者、医学博士、哲学博士、萨弗心脏中心主任兼图森医学院心脏病学系主任 Hesham Sadek 说道。

在很大一部分患者中，DCM 与数百种不同的基因突变中的至少一种有关，这为针对个体的精准治疗提供了潜在的目标。

“也许 30% 或 40% 的 DCM 是由基因突变引起的，”Sadek 说：“到目前为止，我们还没有针对突变的特效疗法。制药公司不太可能开发一种特效药，因为必须有足够多的突变患者才能使这种疗法可行。不幸的是，其中一些突变非常非常罕见——甚至可能只有少数患者。”

由于制药公司不太可能投入研究资金来调查影响如此少人的遗传疾病，因此 Sadek 采取了另一种方法。

Hesham Sadek 医学博士、哲学博士，是萨弗心脏中心主任，也是图森医学院心脏病学系主任。图片来源：亚利桑那大学健康科学系

“我们可以将一种获批用于治疗其他疾病的药物用于治疗一些罕见突变，”他说：“利用 FDA 批准的药物进行药物再利用是将这些疗法带给患者的快速途径。”

心脏泵由一个由许多组成部分（蛋白质）组成的“马达”提供动力。突变的蛋白质是有缺陷的部分，会影响马达的运转。

“突变可能会导致蛋白质变形，使其无法在马达中正常工作，”Sadek 说：“如果你找到一种药物，可以让突变蛋白质恢复原状，你就可以纠正结构。”

研究团队重点研究了 K210del（这是发现的第一个 DCM 相关突变），以研究其缺陷形状如何阻碍心脏马达平稳运行。

Sadek 的团队首次创建了 K210del 的 3D 模型，并将其与健康细胞进行比较，以确定其畸形位置以及它如何与周围蛋白质相互作用以减慢马达速度。

接下来，他们利用超级计算机和人工智能的功能来筛选 2,000 种 FDA 批准的药物，看是否有任何药物可能与畸形蛋白质结合并将其推回到正确位置。

Sadek 说：“排名前五或六种的药物均用于治疗骨质疏松症。”

经过细胞培养和动物模型进一步测试后，他们改进了结果。

“只有一种药物，利塞膦酸盐，能够将蛋白质形状恢复正常，”Sadek 说：“我们首次在动物模型中发现了一种 FDA 批准的药物，可以纠正基因突变并使心脏功能正常化。”

Sadek 的团队正在与西班牙国家心血管研究中心合作，评估利塞膦酸盐对两个具有 K210del 突变的家庭的疗效，并准备在 Sarver 心脏中心开始临床试验。

Sadek 表示，虽然癌症和囊性纤维化研究人员也采取了类似的方法，但这是“结构校正”首次应用于心脏病。

Sadek 计划与共同资深作者、萨维尔心脏中心副主任、图森医学院细胞和分子医学系主任、博士、工商管理硕士 Sakthivel Sadayappan 一起继续寻找 FDA 批准的药物，以治疗导致心脏病的其他罕见突变。如果没有，他们可以扩大搜索范围，包括数千种从未上市的药物，之后，进一步扩大搜索范围，包括数十亿种以前从未被科学家研究过的分子。

“分子的数量基本上是无限的，”他说：“这就是我来到 Sarver 的原因——开发一个程序，将 FDA 批准的药物或新分子与罕见心血管疾病患者相匹配。”

这项研究得到了美国国立卫生研究院的资助，资助编号为 R01 HL-137415、R01 HL-147276、R01 HL-1491371、P01 HL-160476-01A1、R35 HL-166563-01 和 P01 HL-160488。

参考资料：“FDA 批准的药物在结构和表型上纠正遗传性心肌病模型中的 K210del 突变”，作者：Ping Wang、Mahmoud Salama Ahmed、Ngoc Uyen Nhi Nguyen、Ivan Menendez-Montes、Ching-Cheng Hsu、Ayman B. Farag、Suwannee Thet、Nicholas T. Lam、Janaka P. Wansapura、Eric Crossley、Ning Ma， Shane Rui Zhao、张铁军、Sachio Morimoto、Rohit Singh、Waleed Elhelaly、Tara C. Tassin、Alisson C. Cardoso、Noelle S. Williams、Hayley L. Pointer、David A. Elliott、James W. McNamara、Kevin I. Watt、Enzo R. Porrello、Sakthivel Sadayappan 和 Hesham A. Sadek，2 月 17 日2025，临床研究杂志。DOI: 10.1172/JCI174081

来源：康嘉年華