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超算抗疫!国防科大天河超级计算机新冠药物筛选取得新突破

近日,国防科技大学联合中山大学、海南大学、国家超级计算天津中心、中国海洋大学等单位,依托天河新一代超级计算机的超大规模算力,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。

研发团队使用国际领先的药物-靶标结合精准评价计算方法,以新冠病毒的M-Pro和TMPRSS2等重要靶点为研究对象,对180万种小分子与靶点的复合物展开大规模计算评价,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%,在当前国际上处于领先水平。

团队成员先期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。

11月4日,美国计算机协会(ACM)公布,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。戈登贝尔奖是世界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”。由于新冠疫情的爆发,去年首次设立了戈登贝尔奖新冠特别奖,以表彰在“超算抗疫”方面取得的杰出研究成果。

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