把超算的强大性能转化成解决生命科学重大问题的实际能力，国家超级计算无锡中心取得新突破。日前，中心传来喜讯，科研团队成功构建新一代性能可移植虚拟筛选框架，可实现每日1.9万亿次蛋白质与配体分子对接的理论计算速度。若以银河系中约4000亿颗恒星为参照，该框架单日完成的筛选量，相当于5个银河系的恒星总量，接近整个人类蛋白质组的规模。

　　在现代药物研发中，早期发现阶段常被形容为“大海捞针”；虚拟筛选技术则像一套“智能导航”，帮助科研人员在化合物的海洋中快速锁定目标。“我们基于物理化学原理，在计算机上对化合物数据库中的分子进行预筛选，识别出最有可能与靶点结合的小分子，再做进一步生物学实验验证。”国家超算无锡中心高性能研发中心生命材料部副部长、新药发现平台负责人沈成介绍。

　　然而，一次虚拟筛选往往需调用大规模高性能计算集群连续运行数周，成本估算高达数千万元，让绝大多数研发机构望而却步。为此，北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院黄牛课题组联合山东大学、清华大学、国家超算无锡中心组成跨学科团队，立足“神威”系列超级计算机，围绕底层硬件架构开展深度软件优化，研发高效虚拟筛选软件。团队于2022年发布的首个版本每日可完成700亿配体筛选，性能已达国际领先水平。

　　“新的框架可以更好地利用新一代‘神威’超算的算力，筛选速度又提升了一个数量级。”沈成告诉记者，团队在“神威”超算上持续优化算法，推出了全面升级的SWDOCKP^2框架，目前可同时对接8个蛋白质靶标结构，达到每日1.9万亿次的理论筛选速度。

　　据悉，以SWDOCKP^2为核心的药物发现计算平台已初步面向国内外科研机构及医药企业开放试用，在多类首创新药研发项目中取得进展。北生所已有多个新药靶点借助该平台取得概念性验证和先导化合物的发现，中国科学院天津工业生物技术研究所正基于该平台设计新型小分子抑制剂，上海科技大学相关团队在嗅觉受体配体发现方面取得积极进展，北京、上海、苏州等地的多家新药研发企业也借助平台筛选出一批小分子苗头化合物，为后续新药研发奠定基础。

　　以超算之力破局新药研发难题，该计算平台不仅打破了长期以来的算力资源与技术壁垒，更将大幅缩短候选药物的早期发现周期，降低研发风险及成本。未来，平台将汇聚全球创新力量，加速潜在治疗靶点的挖掘与先导化合物的筛选，助力攻克各类疑难疾病，推动全球创新药物研发进入高效、普惠的新阶段。

来源：无锡日报