日前，化學(xué)信息學(xué)領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《Journal of Chemical Information and Modeling》(化學(xué)信息與建模)出版了2020年12月新冠特刊，封面為中國(guó)古代傳說(shuō)中神農(nóng)辨藥嘗百草的畫面。該期封面刊出的正是華為云EI醫(yī)療智能體團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的抗疫課題——“神農(nóng)項(xiàng)目”前期成果：新冠病毒藥物虛擬篩選在線交互Web服務(wù)。“神農(nóng)項(xiàng)目”也是迄今為止全球最大的完全免費(fèi)公開(kāi)的新冠藥物虛擬篩選數(shù)據(jù)庫(kù)。
新型冠狀病毒(COVID-19)的出現(xiàn)在全球范圍影響了人類健康，尋找有效治愈新冠肺炎的治療方式是臨床醫(yī)生和藥物研發(fā)人員最緊迫的工作。計(jì)算機(jī)輔助藥物篩選根據(jù)病毒靶點(diǎn)和小分子藥物的3D結(jié)構(gòu)，計(jì)算病毒蛋白與藥物之間的結(jié)合能量，實(shí)現(xiàn)從成千上萬(wàn)的小分子庫(kù)中篩選出與病毒結(jié)合最緊密的候選藥物，從而快速為藥物研究和臨床試驗(yàn)提供方向。
為了全面、系統(tǒng)地評(píng)估藥物對(duì)新冠病毒所有靶點(diǎn)蛋白的結(jié)合情況，2020年2月，華為云EI醫(yī)療智能體團(tuán)隊(duì)與華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院、華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬武漢兒童醫(yī)院、西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院、中科院北京基因組研究所迅速成立聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，從新冠病毒蛋白序列開(kāi)始，針對(duì)所有21個(gè)靶點(diǎn)蛋白進(jìn)行同源建模、分子動(dòng)力學(xué)模擬優(yōu)化，獲取靶點(diǎn)蛋白的3D結(jié)構(gòu)，對(duì)超過(guò)8500個(gè)已上市、進(jìn)入臨床的小分子藥物進(jìn)行了約18萬(wàn)種藥物-靶點(diǎn)配對(duì)情況的計(jì)算評(píng)估，讓研究人員可以同時(shí)從21個(gè)蛋白的角度，綜合、無(wú)偏地評(píng)估藥物效果，從而為后續(xù)的藥物機(jī)制研究、臨床試驗(yàn)提供線索。
“藥物篩選”之旅
華為云EI醫(yī)療智能體平臺(tái)基于華為云AI昇騰集群服務(wù)、一站式AI開(kāi)發(fā)平臺(tái)ModelArts，集成了醫(yī)藥領(lǐng)域眾多算法、工具、AI模型和自動(dòng)化流水線，可以短時(shí)間內(nèi)完成上千萬(wàn)次的模擬計(jì)算，讓以往耗時(shí)數(shù)月的計(jì)算機(jī)輔助藥物篩選在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成。
2020年4月起，“神農(nóng)項(xiàng)目”所有篩選結(jié)果均已陸續(xù)在在線平臺(tái)(https://shennongproject.ai/)公開(kāi)，藥物研發(fā)人員可在多個(gè)終端瀏覽器查看靶蛋白和藥物的3D結(jié)合結(jié)構(gòu)以及計(jì)算評(píng)分，無(wú)需安裝任何專業(yè)的結(jié)構(gòu)生物學(xué)軟件。
“神農(nóng)項(xiàng)目”發(fā)表的公開(kāi)數(shù)據(jù)得到了中外廣泛的關(guān)注，同時(shí)也收到了大量的咨詢郵件。該數(shù)據(jù)平臺(tái)為多款臨床正在使用、臨床測(cè)試的中西藥的分子作用機(jī)理提供了理論基礎(chǔ)。
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