誰もテストを受けていないものをどのように識別しますか？デザイナーの薬物は、既知の違法薬物の影響を再現しますが、法執行機関を回避します。これらの化合物が検出を回避するのに役立つ化学構造のバリエーションは、体内でも予測不可能になります。これは、深刻な健康への影響をもたらす品質です。
現在、研究チームはコンピューターモデリングを使用して、デザイナー薬の検出を改善するための予測化学構造のデータベースを作成しています。
Montgomery Blair High Schoolの科学、数学、コンピューターサイエンスマグネットプログラムの上昇者であるJason Liangは、アメリカ化学会（ACS）の秋会議でチームの結果を発表します。 ACSは2025年秋に8月17〜21日に開催されます。さまざまな科学トピックに関する約9,000のプレゼンテーションを特徴としています。
計算された代謝署名と質量スペクトルのこのライブラリは、乱用の代謝産物データベースの薬を呼び出しています [DAMD]新しい精神活性物質のより徹底的な検出と、設計者の薬物使用のより正確な監視につながる可能性があります。」
ジェイソン・リアン、シニア、科学、数学、コンピューターサイエンスマグネットプログラム、モンゴメリーブレア高校
誤用できる違法薬物は、通常、質量スペクトルと呼ばれる化学的な「指紋」によって識別されます。この指紋は、薬物分子の形状、重量、構造によって作成されたパターンです。人の尿が薬物のスクリーニングを受けると、技術者は質量分析と呼ばれる技術を使用して、サンプルの分子からスペクトルを獲得して比較し、既知の薬物とその代謝産物のスペクトルのカタログに比較します（体が薬物を壊したときに生成された小さな分子）。ただし、新しい精神活性物質とその代謝物は通常、既存のデータベースに一致していません。
「それはちょっとした鶏と卵の問題です」と、国立標準研究所（NIST）の質量分析センターの統計学者兼データ科学者であるLiangの指導者であるTytus Makは言います。 「この新薬が測定したことがない場合、この新薬が何であるかをどのように知っていますか。探しているものがわからない場合は、どのように測定しますか？計算予測方法を使用すると、解決策を見つけるのに役立ちます。」
DAMDを開発するというアイデアは、NISTの元ポストドックであり、ミシガン州立大学の現在のバイオインフォマティシャルであるMakとHani Habraから始まりました。彼らは、コンピューターのモデリングが、医療システムと挑戦的な薬物監視イニシアチブに負担をかける未知の合成化合物の一見無限の反復に追いつくことができると考えました。その後、2024年の夏に、マクとハブラは彼らと協力することについてLiangにアプローチしました。
「予測された大量分野ライブラリを構築するには、強力なプログラミングスキルと化学の強固な基盤が必要です。どちらも私のバックグラウンドとうまく調和しています」とLiang氏は言います。 「地域社会内の事件を含む壊滅的な数の過剰摂取による死亡について学んだ後、私は人々を助ける可能性のあるこのプロジェクトに取り組むことに熱心でした。」
出発点として、研究者は、米国の薬物執行管理科学科学ワーキンググループが保護された薬物の分析（SWGDRUG）によって維持している質量分野データベースを使用しました。このデータベースは、法執行機関によって没収された2,000を超える薬物を特定するための信頼できる質量スペクトルを提供します。次に、計算アプローチを使用して、Habra、Liang、およびMakは、SWGDRUG物質とその代謝物の可能性のある代謝産物について、20,000近くの化学構造と対応する質量分間指紋を予測しました。
チームは現在、人間の尿分析のデータセットから実際のスペクトルに一致させることにより、予測された質量スペクトルを検証しています。これらのデータセットは、ヒト尿サンプルに見られるすべての検出可能な物質からのスペクトルのカタログです。これらのデータセットで一致を見つける、または一致に近いものを見つけることは、アルゴリズムが生成している化学構造とスペクトルがもっともらしいかどうかを教えてくれます」とハブラは言います。その後、チームはすでに収集された現実世界のデータをDAMDと比較し、法医学毒物学の概念の証拠を示します。
DAMDは、いつか現在の違法な薬物質量スペクトルデータベースを公開されている補足であり、ヒト尿サンプルでの薬物使用の証拠を簡単に検出して特定できるようにすることができます。その主なアプリケーションの1つは、人々が必要な医学的介入を得るのを支援するシステムを開発することです。
「誰かが、彼らに知られていないように、フェンタニル誘導体で切断された物質を摂取したかもしれない」とマクは言う。 「DAMDを使用して、医師は、フェンタニルのような薬物の強力な候補である毒物学的報告から代謝産物を見ることができ、治療計画を通知することができました。」
ソース：
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#新しいコンピューターモデルは新しいデザイナー薬を予測します
2025-08-21 06:29:00