我院羅海彬/李哲課題組基于天河超級計算機的新冠藥物篩選合作研究成果入圍國際戈登貝爾獎評選

        11月4日，美國計算機協會(ACM)公布，由太阳集团1088vip、海南大學太阳集团1088vip、國防科技大學計算學院、國家超級計算天津中心、中國海洋大學醫太阳集团1088vip、美國肯塔基大學太阳集团1088vip等單位組成的聯合團隊,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(FEP)的大規模新冠藥物虛拟篩選”工作成功入圍2021年度的戈登貝爾新冠特别獎，這是我國首次入圍該獎項。其中，我院羅海彬教授、肯塔基大學湛昌國教授、中國海洋大學王鑫教授為該論文的并列通訊作者。我院李哲副教授、國防科技大學吳誠堃副研究員、李翊誰博士生、我院劉潤铎研究生為該論文共同第一作者。

        該成果由中國科學院上海藥物所陳凱先院士、北京航空航天大學錢德沛教授和荷蘭阿姆斯特丹大學Hans Westerhoff教授提名推薦。研究通過利用天河新一代超級計算機的超大規模算力，使用國際領先的藥物-靶标結合精準評價計算方法，實現了新冠應急藥物（有效降低緻死率和重症率）的快速篩選和發現。團隊以新冠病毒的M-Pro和TMPRSS2等重要靶點為研究對象，對來源于美國FDA(食藥監局)批準上市及成熟商業庫的近180萬種小分子與靶點的複合物進行計算評價，在一周内完成了50餘萬個複雜分子動力學模拟任務，并篩選出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%，屬于當前國際領先水平。前期在廣州超算、天津超算、騰訊雲等支持下計算篩選得到的應急藥物雙嘧達莫已完成100多例的臨床試驗，結果顯示：雙嘧達莫幹預三周後，新冠重型患者臨床症狀明顯改善，出院率達到87.5%，顯著優于對照組40%的出院率；且無死亡案例，無轉成危重型案例，表明該藥能提高治愈率并降低病亡率。該藥與抗病毒藥阿比多爾合用後，新冠普通型患者的出院率為100%，平均出院時間為7天，比單用阿比多爾提前了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，具有極為重要的現實意義和指導意義。

        戈登貝爾獎是國際上高性能計算應用領域的最高學術獎項，被稱為“超算領域的諾貝爾獎”，每年由ACM評選和頒發，具有較大的國際影響力。由于新冠疫情的爆發，2020年，ACM首次設立了戈登貝爾獎新冠特别獎(ACM Gordon Bell Special Prize of HPC-based research)，表彰在“超算抗疫”方面取得的傑出研究成果。該獎項評價的主要标準為：通過高性能計算的應用和創新，對理解疾病本質、控制疾病傳播或發現有效治療手段做出重要貢獻。2020年該獎項有6項成果入圍，全部被美國包攬。