天河新一代超级计算机在新冠药物筛选领域又立奇功

　　11月4日，美国计算机协会(ACM)公布，由中山大学药学院、海南大学药学院、国防科技大学计算学院、国家超级计算天津中心、中国海洋大学医药学院、美国肯塔基大学药学院等单位组成的联合团队,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(FEP)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奖项。中山大学药学院罗海彬教授、肯塔基大学湛昌国教授、中国海洋大学王鑫教授为该论文的并列通讯作者；中山大学药学院李哲副教授、国防科技大学吴诚堃副研究员、李翊谁博士生、中山大学药学院刘润铎研究生为该论文共同第一作者。

　　 该成果由中国科学院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。研究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%，属于当前国际领先水平。前期在广州超算、天津超算、腾讯云等支持下计算筛选得到的应急药物双嘧达莫已完成100多例的临床试验，结果显示：双嘧达莫干预三周后，新冠重型患者临床症状明显改善，出院率达到87.5%，显著优于对照组40%的出院率；且无死亡案例，无转成危重型案例，表明该药能提高治愈率并降低病亡率。该药与抗病毒药阿比多尔合用后，新冠普通型患者的出院率为100%，平均出院时间为7天，比单用阿比多尔提前了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和指导意义。

　　 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”，每年由ACM评选和颁发，具有较大的国际影响力。由于新冠疫情的爆发，2020年，ACM首次设立了戈登贝尔奖新冠特别奖(ACM Gordon Bell Special Prize of HPC-based research)，表彰在“超算抗疫”方面取得的杰出研究成果。该奖项评价的主要标准为：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做出重要贡献。2020年该奖项有6项成果入围，全部被美国包揽。