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超算抗疫!國防科大天河超級計算機新冠藥物篩選取得新突破

近日,國防科技大學聯合中山大學、海南大學、國家超級計算天津中心、中國海洋大學等單位,依托天河新一代超級計算機的超大規模算力,實現了新冠應急藥物(有效降低致死率和重症率)的快速篩選和發現。

研發團隊使用國際領先的藥物-靶標結合精准評價計算方法,以新冠病毒的M-Pro和TMPRSS2等重要靶點爲研究對象,對180萬種小分子與靶點的複合物展開大規模計算評價,在一周內完成了50余萬個複雜分子動力學模擬任務,並篩選出98個化合物,其中50個化合物在生物活性測試中表現出較高活性,命中率達到51%,在當前國際上處于領先水平。

團隊成員先期篩選得到的雙嘧達莫藥物已完成100多例的臨床試驗,其結果表明:雙嘧達莫幹預三周後,新冠重型患者臨床症狀明顯改善,達到87.5%的出院率,明顯優于對照組40%出院率,無死亡案例,無轉成危重型案例,該藥能提高治愈率並降低病亡率。該藥與阿比多爾合用後,新冠普通型患者的出院率爲100%,平均出院時間爲7天,比阿比多爾單用提前了4天,顯示出良好的治療效果。

根據實際測算,在天河新一代超級計算機的支撐下,基于自由能微擾-絕對結合自由能方法的藥物篩選效能提升了200倍。該項成果對于實現針對突發疫情的快速藥物響應,具有極爲重要的現實意義。

11月4日,美國計算機協會(ACM)公布,在天河新一代超級計算機上完成的“基于自由能微擾-絕對結合自由能方法的大規模新冠藥物虛擬篩選”工作成功入圍2021年度的戈登貝爾新冠特別獎,這是我國首次入圍該特別獎獎項。戈登貝爾獎是世界高性能計算應用領域的最高學術獎項,被稱爲“超算領域的諾貝爾獎”。由于新冠疫情的爆發,去年首次設立了戈登貝爾獎新冠特別獎,以表彰在“超算抗疫”方面取得的傑出研究成果。