虚拟生理心脏在药物筛选中的应用和面临的挑战之探讨_一种治疗心脏病的新药物从开始研发到最

一种治疗心脏病的新药物从开始研发到最终投入市场平均需要10年，并消耗超过20亿美元成本。药物研发费用高昂的主要原因是药物临床失败率高。虚拟生理心脏模型能够从不同层级定性，而且能够对预测药物对离子通道的单独作用和多种离子通道的综合影响进行定量，并能够得到心电图相应的波形变化，筛选出可致心脏发生心律失常等疾病的药物。因此，虚拟生理心脏模型在临床前应用并进行药物筛选，不仅能够大幅减少开发费用，而且能够降低病人服药后出现的不良反应，对药物研发具有重大作用。

在治疗心脏病的药物中，最常见的问题是引致心脏中毒。引致心脏中毒的原因通常是药物改变了心肌离子通道。虚拟心脏模型通过模拟药物与心肌离子通道之间的相互作用，可以挖掘药物引发心脏中毒的潜在机制。现国际上在抗心律失常药物的研发中，用虚拟心脏模型的方法已经取得了许多成果，如塞韦里（Severi）就是通过虚拟心脏模型的理论分析，发现伊伐布雷定（Ivabradine）这种离子通道阻断剂能减缓心率，经过动物实验和临床验证成功后欧洲监管机构批准将这一药物用于治疗心绞痛。在国内的研究中，应用虚拟生理心脏模型曾发现西沙必利诱导心律失常的机制，研制用胺碘酮治疗KCN2基因突变相关的短QT综合征的药物。