（文章來源：齊魯壹點）
面對在全球愈演愈烈的新冠肺炎疫情,早日研發(fā)出針對這種病毒的疫苗和特效藥,成為全球民眾的企盼。最近,一則消息顯示,超級計算機可能會幫助人類更快地擺脫此次疫情。3月23日,美國白宮科技政策辦公室宣布,美國將啟動全美16臺超級計算機,不分晝夜破解新型冠狀病毒,幫助科研人員盡快找到對病毒有效的特效藥物和疫苗。那么,超級計算機能幫助人類找到新冠肺炎的“解藥”嗎?

3月23日,美國白宮科技政策辦公室宣布,美國將啟動全美16臺超級計算機,不分晝夜破解新型冠狀病毒,以幫助科研人員盡快找到對病毒有效的特效藥物和疫據(jù)悉,包括全球最先進的“Summit”等超級計算機都將投入到這場疫苗攻堅戰(zhàn)中,預計總運算能力高達33億億次浮點運算。美國首席技術官邁克爾·奎迪奧斯強調,美國正齊心協(xié)力攻克新型冠狀病毒,并釋放出全球第一的超級計算機全部運算能力,迅速推進有關治療和醫(yī)療領域的科學研究。

據(jù)報道,美國此次出動的“Summit”超級計算機于2017年建成,2018年奪走了“天河二號/太湖之光”保持了10年之久的全球超算冠軍寶座,該計算機采用了IBM公司研發(fā)的Power9處理器,運算能力高達20億億次。作為耗資巨大的“國之重器”,超級計算機可以說是一種大國才能擁有的戰(zhàn)略資源,美國此次宣布投入大批超級計算機,而且還是24小時破解冠狀病毒,這從一個側面也說明眼下美國人真的著急了。

超級計算機能夠執(zhí)行一般個人電腦無法處理的大資料量與高速運算。超級計算機的主要特點包含兩個方面:極大的數(shù)據(jù)存儲容量和極快速的數(shù)據(jù)處理速度,因此它可以在多種領域進行一些普通計算機無法進行的工作。問題是,超級計算機能在疫苗和特效藥的研制中幫什么忙呢?疫苗其實是滅活或減毒的病毒,將病原微生物及其代謝產物,經(jīng)過人工減毒滅活或利用轉基因等方法制成。

在生物、醫(yī)藥領域里,超級計算機應用主要涉及蛋白質研究、基因比對、藥物篩選、器官模擬等。具體到疫苗研制過程中,在超級計算機的助力下,科學家有望能夠更快地找出病毒內的致病基因片段,進而對病毒基因進行針對性加工,讓設計出的疫苗更具有效性和安全性。事實上,早在2016年,美國華盛頓大學等研究機構的研究人員就通過超級計算機獲得過一種促進冠狀病毒進入細胞的突起蛋白的原子模型,對該模型進行分析或可為開發(fā)抵御新型冠狀病毒感染的特殊疫苗提供新思路。

此外,超級計算機在研發(fā)針對新型冠狀病毒的特效藥中也有望能大顯身手。從原理上講,特效藥之所以能夠迅速緩解和治療某項疾病,是因其有效成分通過與體內的生物靶標相互作用而發(fā)揮藥效。但在過去,人類尋找有效成分的唯一途徑是進行一次次的試驗,靠“大海撈針”篩查出對生物靶標有效的某種化合物。

超級計算機能夠根據(jù)藥物靶標結構來計算設計小分子配體,甚至通過計算機內的“模擬試驗”進行篩查,這可大大降低創(chuàng)新藥物前期研發(fā)的成本與周期。分離毒株、藥物篩選、新藥研發(fā)等也需要進行大量的數(shù)據(jù)分析和科學超算工作。超級計算機具有強大的CPU及GPU算力調度能力,能夠為基因測序、醫(yī)療工程提供穩(wěn)定高效的算力支持,從而降低創(chuàng)新藥物前期研發(fā)的成本與周期。

從原理上講,藥物通過與體內的生物靶標相互作用而發(fā)揮藥效,若能夠根據(jù)藥物靶標結構來計算篩選和設計小分子配體,將可大大降低創(chuàng)新藥物前期研發(fā)的成本與周期。針對新型冠狀病毒的多個靶點,通過超級計算機的高性能計算、存儲資源,快速計算篩選數(shù)億級別的化合物數(shù)據(jù)庫,結合試驗驗證,來尋找新型結構類型的先導化合物,就能為下一步新藥研發(fā)工作提供依據(jù)。

眼下,借助超級計算機的高性能計算、存儲優(yōu)勢,如果能針對新型冠狀病毒的多個靶點快速計算篩選數(shù)億級別的化合物數(shù)據(jù)庫,結合試驗驗證,來尋找新型結構類型的先導化合物,就能為下一步新藥研發(fā)工作提供依據(jù)。不過,無論疫苗還是特效藥,超級計算機依然只是通過海量計算幫助人類盡量設計出一款較為安全、完備的測試品。至少從理論上說,動物測試和人體臨床試驗的“門檻”依然要過,超級計算機所能做的,是在一些團隊決心冒險直接跨過這些門檻時,提高可能性。
（責任編輯：fqj）