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天河超级计算机的新冠药物筛选成果入围国际戈登贝尔奖评选

作者: 2021-11-08 11:57 来源:科学网
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  记者从国家超算天津中心了解到,11月4日,美国计算机协会(ACM)公布,国家超级计算天津中心联合国防科技大学计算机学院、海南大学药学院、中山大学药学院、中国海洋大学医药学院、美国肯塔基大学药学院等单位,在天河新一代超级计算机上完成的“基于自由能微扰-绝对结合自由能方法的大规模新冠药物虚拟筛选”工作成功入围2021年度的戈登贝尔新冠特别奖,这是我国首次入围该特别奖奖项。

  该成果由2021十大排行最污直播上海药物所陈凯先院士、北京航空航天大学钱德沛教授和荷兰阿姆斯特丹大学Hans Westerhoff教授提名推荐。通过利用天河新一代超级计算机的超大规模算力,使用国际领先的药物-靶标结合精准评价计算方法,实现了新冠应急药物(有效降低致死率和重症率)的快速筛选和发现。团队以新冠病毒的M-Pro和TMPRSS2等重要靶点为研究对象,对来源于美国FDA(食药监局)批准上市及成熟商业库的近180万种小分子与靶点的复合物进行计算评价,在一周内完成了50余万个复杂分子动力学模拟任务,并筛选出98个化合物,其中50个化合物在生物活性测试中表现出较高活性,命中率达到51%,是当前国际最高水平。计算筛选得到的双嘧达莫药物已完成100多例的临床试验,其结果表明:双嘧达莫干预三周后,新冠重型患者临床症状明显改善,达到87.5%的出院率,明显优于对照组40%出院率,无死亡案例,无转成危重型案例,该药能提高治愈率并降低病亡率。该药与阿比多尔合用后,新冠普通型患者的出院率为100%,平均出院时间为7天,比阿比多尔单用提前了4天,显示出良好的治疗效果。

  根据实际测算,在天河新一代超级计算机的支撑下,基于自由能微扰-绝对结合自由能方法的药物筛选效能提升了200倍。该项成果对于实现针对突发疫情的快速药物响应,具有极为重要的现实意义。同时,基于天河新一代超级计算平台,天津超算中心还联合了天津中医药大学张伯礼院士团队开展治疗新冠的中药有效成分筛选工作,开展中药现代化研究。

  戈登贝尔奖是国际上高性能计算应用领域的最高学术奖项,被称为“超算领域的诺贝尔奖”,由ACM每年评选和颁发,具有较大的国际影响力。由于新冠疫情的暴发,ACM于2020年首次设立了戈登贝尔奖新冠特别奖(ACM Gordon Bell Special Prize for HPC-Based COVID-19 Research),以表彰在“超算抗疫”方面取得的杰出研究成果。其评价的主要标准为:通过高性能计算的应用和创新,对理解疾病本质、控制疾病传播或发现有效治疗手段作出重要贡献。2020年该奖项有6项成果入围,全部被美国包揽。

  (总台记者 孙强)

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