原標題：新一代虛擬篩選框架實現每日1.9萬億次對接

  給新藥研發裝上“超算引擎”

  把超算的強大性能轉化成解決生命科學重大問題的實際能力，國家超級計算無錫中心取得新突破。日前，中心傳來喜訊，科研團隊成功構建新一代性能可移植虛擬篩選框架，可實現每日1.9萬億次蛋白質與配體分子對接的理論計算速度。若以銀河系中約4000億顆恒星為參照，該框架單日完成的篩選量，相當於5個銀河系的恒星總量，接近整個人類蛋白質組的規模。

  在現代藥物研發中，早期發現階段常被形容為“大海撈針”；虛擬篩選技術則像一套“智能導航”，幫助科研人員在化合物的海洋中快速鎖定目標。“我們基於物理化學原理，在計算機上對化合物數據庫中的分子進行預篩選，識別出最有可能與靶點結合的小分子，再做進一步生物學實驗驗證。”國家超算無錫中心高性能研發中心生命材料部副部長、新藥發現平台負責人沈成介紹。

  然而，一次虛擬篩選往往需調用大規模高性能計算集群連續運行數周，成本估算高達數千萬元，讓絕大多數研發機構望而卻步。為此，北京生命科學研究所/清華大學生物醫學交叉研究院黃牛課題組聯合山東大學、清華大學、國家超算無錫中心組成跨學科團隊，立足“神威”系列超級計算機，圍繞底層硬體架構開展深度軟體優化，研發高效虛擬篩選軟體。團隊於2022年發布的首個版本每日可完成700億配體篩選，性能已達國際領先水平。

  “新的框架可以更好地利用新一代‘神威’超算的算力，篩選速度又提升了一個數量級。”沈成告訴記者，團隊在“神威”超算上持續優化算法，推出了全面升級的SWDOCKP^2框架，目前可同時對接8個蛋白質靶標結構，達到每日1.9萬億次的理論篩選速度。

  據悉，以SWDOCKP^2為核心的藥物發現計算平台已初步面向國內外科研機構及醫藥企業開放試用，在多類首創新藥研發項目中取得進展。北生所已有多個新藥靶點借助該平台取得概念性驗證和先導化合物的發現，中國科學院天津工業生物技術研究所正基於該平台設計新型小分子抑製劑，上海科技大學相關團隊在嗅覺受體配體發現方面取得積極進展，北京、上海、蘇州等地的多家新藥研發企業也借助平台篩選出一批小分子苗頭化合物，為後續新藥研發奠定基礎。

  以超算之力破局新藥研發難題，該計算平台不僅打破了長期以來的算力資源與技術壁壘，更將大幅縮短候選藥物的早期發現周期，降低研發風險及成本。未來，平台將匯聚全球創新力量，加速潛在治療靶點的挖掘與先導化合物的篩選，助力攻克各類疑難疾病，推動全球創新藥物研發進入高效、普惠的新階段。（朱冬婭）