2020-05-23
新冠肺炎疫情防控形勢持續向好，生産生活秩序加速恢複。在這場生死時速的戰疫中(腦中zhōng)，科學技術(shù)是最有力的武器(qì)，劇場科技創新是“硬核”力量。藥物篩選、病毒溯源、疫苗研制，争分奪用都秒的背後，有超級計算機的身影，它成為了我們與病毒賽跑的“加畫喝速器(qì)”。
拿起藥盒子(zǐ)，你(nǐ)也許會在說明書上發現，藥物的有效成分就是一些相好分子(zǐ)。從成千上萬種藥物分子(zǐ)中(zh對間ōng)發掘能與病毒蛋白發生作用、使之失活的有效分子(zǐ)是知愛開發新藥的基本步驟。
新冠肺炎的病毒是怎麼進入我們體内并不斷繁殖的？病毒外層的核章房殼衣蛋白與人體内細胞的結合是關(guān)鍵一步。要治療新冠肺炎，就要也老“破壞”核殼衣蛋白與細胞的結合。合适的藥物分子(zǐ)可(kě員還)以阻礙核殼衣蛋白與細胞結合。
據科學家估算，适合治病的分子(zǐ)大約有10的60次幂之多，如(rú)果通(tōng)過手動(dòng)實驗尋找阻礙病毒正常活動和腦(dòng)的化合物，需要數年才能完成。依托計算機進行高通(吧些tōng)量藥物分子(zǐ)篩選是目前普遍采用的方式，能夠顯著提升藥物篩去廠選的速率，幫助研究人員對藥物分子(zǐ)數據庫中(zhōng)的藥物進行初步友懂篩選。
但是，藥物分子(zǐ)數目繁多，要實現高精度的計算所需資(還你zī)源超乎想象。若用帶有一張GPU卡的普通(tōng)電腦，一天大約隻能完成8-10個(gè)分子(zǐ)的計算。要找到使病毒失效的分子(zǐ)，至少(shǎo)輛音需要幾百萬次的嘗試，耗費長達數月(yuè)的時間。傳統計算平台并不具兵文有藥物篩選的優勢。
超級計算在篩選藥物分子(zǐ)這件事上，顯然更在行。并行計算可(吧術kě)以讓藥物篩選的時間大大縮短(duǎn)。若使用村快開源的VirtualFlow軟件，16000個(gè)CPU對接十億個(gè)小分子(zǐ)隻需要15小時，效率大大提升。在初步篩選出可(kě)用道能有效的藥物分子(zǐ)後，還可(kě)以在超算平台上進一步實施分跳匠子(zǐ)動(dòng)力學模拟，精細驗證術跳藥物分子(zǐ)與病毒蛋白的作用機制，計算出哪些藥物分黃呢子(zǐ)、怎樣的分子(zǐ)濃度可(kě)以讓病毒蛋白失活。不僅如(rú)關人此，在新藥研發的過程中(zhōng)，通(tōng)過計算驗證新購林藥物分子(zǐ)的作用機制，可(kě)以為藥物開發和(hé)優化提供他務研究基礎與科學參考，降低創新藥物前期的研發成本與周期，把可看寶貴的實驗資(zī)源留給最有可(kě)能成功問但的候選藥物上。
在這次抗擊疫情的過程中(zhōng)，國内外有不少(shǎo)科學土好家嘗試從已有的藥物中(zhōng)尋找治療新冠肺炎的有效藥物，因為研制新間校藥會涉及後續大量的臨床實驗和(hé)藥監局審批，遠(yuǎn)水救不了近火票物。老藥新用和(hé)超級計算雙管齊下(x家老ià)，能讓藥物篩選高速進行。
深圳超算部署了藥物開發平台，依托這個(gè)輔助藥會吧物設計的科技創新平台，科研人員可(kě)以完成靶點探尋，新藥篩選票會，先導物及試驗優化，藥理毒理等研究工作。在這次戰“錯腦疫”中(zhōng)，深圳超算向中(zhōng)山大學藥男水學院、深圳大學高等研究院、中(zhōng)國科學院長春應用化為劇學研究所等大學及科研院所免費提供了數億機時用于藥物篩選。
與此同時，深圳超算的科研團隊也在驗證藥物氯喹、羟氯男制喹對于治療新冠肺炎的作用。團隊博士利用氯喹、羟氯喹的分子(zǐ)式建模從技，并在超算平台中(zhōng)引入了從公空到開數據庫獲得的新冠肺炎病毒蛋白質結構，經過100萬餘次的模拟取樣，結果表明氯喹、羟氯喹藥物分子(zǐ)均可(kě)對COVID-19核殼蛋白質的結構産生一定的影響，具有一定的治療效果。對和的于這兩種分子(zǐ)而言，藥物濃度的增加不能民不明顯提升治療效果；特别是羟氯喹分子(zǐ)，低濃度下(xià)更易發劇坐揮效果。從計算的角度來說，這兩種藥物有效果，但不屬于特效藥。
“如(rú)果不用超算，用普通(tōng)計算機是跑不動(dò近問ng)這樣的計算量的，特别是在疫情爆發的特殊時東文期，窗口期短(duǎn)，更需要加快篩選的效率。”測試結果學城顯示，利用部署在深圳超算的平台，6小時以内便完成了氯喹、羟氯喹對新冠肺炎的結構分析、機制分析。超級計算為藥物篩選媽靜提升了“加速度”。
新冠疫情仍未過去，跟病毒的戰争仍在繼續。各國科學家日夜奮戰，緻力于尋找攻克樂計新冠病毒的藥物，研發疫苗。超級計算将源源不斷地為藥物篩湖舊選、疫苗研發注入動(dòng)力，為徹底戰勝疫情，打赢疫情防控攻堅戰提供硬核科什唱技力量。
戴中(zhōng)洋 李旖露
