[WCG]对抗儿童癌症

WiZarD811

本项目是 IBM 公司主持的 World Community Grid 项目的子项目。

项目状态和成果

对抗儿童癌症项目的信息在以下网页上：
千叶大学.对抗儿童癌症网站：http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/bioinfor/wcg/e/hfcc_e/index.html
日语版：http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/bioinfor/wcg/hfcc/index.html
千叶癌症中心. 对抗儿童癌症网站：http://www.chiba-cc.jp/test/inst/eng/project/ibm_wcg.html
日语版：http://www.chiba-cc.jp/test/inst/jp/project/ibm_wcg.html

在网页上还能找到项目的最新进展。关于项目的讨论和提问请访问对抗儿童癌症论坛：http://www.worldcommunitygrid.or ... stthreads?forum=400

任务
对抗儿童癌症项目的任务是寻找可以使三种蛋白质失效的药物，这些蛋白质和神经母细胞瘤有关。神经母细胞瘤是一种儿童常见的实质性肿瘤。开发这些药物可以逐渐让这种疾病变得可以被治愈（配合化疗）。
（译注：有兴趣的朋友可以自己多查查关于神经母细胞瘤的资料）

意义
神经母细胞瘤是最常见的儿童肿瘤之一，也是儿童实质性肿瘤中最致命的。如果本项目成功，神经母细胞瘤的治愈率将大大提高。这一至今仍令科学家困扰的顽疾也将取得突破性进展。

方法
蛋白质是所有生命体的基石。蛋白质也在癌症等疾病中起重要作用。
科学家已经确定了三种和神经母细胞瘤有关的蛋白质，如果是它们丧失活性，化疗等常规疗法将变得更有效。对抗儿童癌症项目对这三种蛋白质和约三百万种候选药物进行虚拟化学实验，科学家们认为这些候选者也许能对蛋白质产生疗效。计算机程序AutoDock将进行测试，检验这些蛋白质和候选药物的形状是否贴合，是否能以恰当的方式粘合以使蛋白质失效。
这一项目要进行九百万次虚拟化学实验（译注：就是3x300m），每次实验在一台电脑上模拟要花费好几个小时，总时间将超过8000年。World Community Grid使这些实验得以并行（同时）执行，极大加快了实验速度。项目计划在两年内完成。

详细信息
World Community Grid和千叶癌症中心及千叶大学的科学家们联手开发治疗神经母细胞瘤的新药。神经母细胞瘤是最常见的儿童肿瘤之一。
神经母细胞瘤最常见于2岁以下儿童（占总患病率的50%以上），在所有儿童肿瘤中占6-10%，被癌症夺去生命的孩子中有15%患上的就是神经母细胞瘤。它是儿童实质性肿瘤中最致命的。虽然很多内科医生认为，肾上腺和交感神经节的意外细胞生长造成了神经母细胞瘤，我们还不很清楚这种肿瘤的确切病因。
神经母细胞瘤的临床特征是治愈的可能性受各种因素影响很大（包括诊断时的年龄，病情严重程度，肿瘤生物学等）。一部分肿瘤将发生自发的衰退，另一部分则无情地发展。大约有一半的病例目前被认为是有很高的复发风险的。尽管有精确多式联运治疗，整体存活率仍低于40%。虽然在过去三十年对这种疾病的研究有了很多进展，神经母细胞瘤对临床和基础科学家而言仍是神秘的挑战。
对癌症的遗传研究取得的进展为治疗神经母细胞瘤提供了可能。和各种癌症相关联的基因已经被发现了，目前科学家正在研发有效的药物，这些药物针对一些重要的目标分子。
World Community Grid，千叶癌症中心研究所和千叶大学在对抗儿童癌症项目中携起手来开发新药，对抗这种复杂的儿科肿瘤。
众所周知，一个蛋白质分子的功能和它的三维构形密切相关。科学家有能力通过实验独立地确定蛋白质和药物的形状，但并不总能同时确定两者的形状。如果科学家能够探究药物分子和蛋白质相互作用的过程，化学家就可以设计出更好、更有效的药品。
为了达到这个目的，项目研究者们使用计算机确认新的候选药物是否具有合适的外形和化学特性来阻碍这三种蛋白质——TrkB, ALK and SCxx，它们的异常突变导致了神经母细胞瘤。如果使这些蛋白质失效，科学家相信化疗的疗效会提高。
研究者选定了300万种化合物，他们就是潜在药物的候选者（也被称为配合基——在原子周围形成合成物的微粒），接着调用World Community Grid的力量模拟实验寻找能使指定蛋白质失效的化合物。模拟实验通过AutoDock软件完成（FightAIDS@Home 和 Discovering Dengue Druges – Together使用的也是这种软件）。AutoDock是一套工具，能够预测不同的药物小分子和TrkB, ALK and SCxx的结合情况。这样最好的药物分子就能脱颖而出，在实验室中接受选拔和测试，以期获得更佳疗效。
要是没有World Community Grid的帮助，研究者就只能通过单次对接模拟来进行研究，这得花上8000年时间。有了World Community Grid就能让上千种候选药物同时接受分析，大吞吐量的选拔顺利进行。研究人员估计项目在2年左右就能完成。
研究速度和精密性的提升能够潜在地帮助研究人员找到神经母细胞瘤的新药，从而方便病情预断（病情预断仅靠人工检测或传统分析进行是很难的）。对抗儿童癌症项目还能促进癌症生物学，药物开发和新疗法的发展。