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2021年 1 1月4日，美国计算机协会(ACM)公布，由中国海洋大学、国防科技大学、海南大学、中山大学、国家超级计算天津中心和美国肯塔基大学等单位组成的联合研究团队,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”评选，这是我国首次入围该奖项的评选。其中， 中国海洋大学 王鑫教授、肯塔基大学湛昌国教授、海南大学罗海彬教授为该论文的并列通讯作者。中山大学李哲副教授、国防科技大学吴诚堃副研究员 、研究生李翊谁和刘润铎为该论文共同第一作者。
大规模新冠药物虚拟筛选流程示意图
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。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%，是当前国际最高水平。计算筛选得到的双嘧达莫药物已完成100多例的临床试验，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。该项研究成果，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。
王鑫教授是中国海洋大学“青年英才”一层次教授、青岛海洋生物医药研究院项目科学家、青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋创新药物筛选与评价平台PI、泰山学者青年专家和青岛市第五批创新创业领军人才。其团队注重多学科交叉合作，长期聚焦于海洋抗病毒药物研究，以第一作者或通讯作者在《PNAS》《Cell Host & Microbe》和《Science Immunology》等杂志发表高水平论文。新冠肺炎疫情暴发后，其团队于2020年2月2日免费共享8个抗新冠病毒药物虚拟筛选模型，是率先系统性公布该类模型的团队之一。研究成果得到了国家新药创制重大专项、青岛海洋试点国家实验室“主任基金”和中国海洋大学“新冠专项”等项目的大力支持。
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”，由ACM每年评选和颁发，具有较大的国际影响力。由于新冠肺炎疫情的爆发，ACM于2020年首次设立了“戈登贝尔新冠特别奖”(ACM Gordon Bell Special Prize for High Performance Computing-Based COVID-19 Research)，以表彰在“超算抗疫”方面取得的杰出研究成果。其评价的主要标准为：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，全部被美国团队包揽。
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信息来源：中国海洋大学 医药学院 青岛海洋生物医药研究院 蔡超 张栋华
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