限时领|《AI 百问百答》专栏课+实体书(包邮)! 了解详情
写点什么

AI 助力“抗疫”,超大规模计算机辅助药物筛选技术解读

  • 2020-03-20
  • 本文字数:1572 字

    阅读完需:约 5 分钟

AI助力“抗疫”,超大规模计算机辅助药物筛选技术解读

面对当前 2019 新型冠状病毒(2019-nCoV)感染肺炎不断扩散的严峻形势,华为云 EI 医疗智能体团队联合华中科技大学同济医学院基础医学院李岩教授、西安交通大学第一附属医院刘冰教授、中科院北京基因组研究所韩大力研究员、华中科技大学同济医学院附属武汉儿童医院柯尊辉大夫等领衔组成联合攻关团队,针对新型冠状病毒(2019-nCoV)的多个靶标蛋白进行了超大规模计算机辅助药物筛选工作。


联合科研团队的首要原则是能够尽快地将成果用于疫情防治,第一批公布的数据主要集中在 DrugBank 库 8506 个已经上市或者正在进行临床试验的药物。


近日,联合科研团队发布了第一阶段工作成果——筛选出五种可能对 2019 新型冠状病毒有效的抗病毒药物,供相关研究机构和制药企业进一步药物研发参考。


联合科研团队首先针对 2019 新型冠状病毒的 Mpro 蛋白与 S 蛋白/ACE2 受体进行了药物筛选。


在感染病毒细胞的内部,Mpro 作为一个重要的蛋白酶,在病毒复制中起着关键的作用;在感染病毒的细胞表面,S 蛋白与人体 ACE2 受体的结合决定了病毒是否能入侵人体细胞,因此,能够靶向 Mpro 蛋白或者 S 蛋白/ACE2 受体的现有药物都可能具有非常高的实用价值。


由于新型冠状病毒中的 S 蛋白相对 SARS 的 S 蛋白在受体结合区有较大的不同,联合科研团队在构建聚合物结构以及确定其与受体结合关键位点的时,使用了同源模建和分子动力学模拟等方法,提升了模型的可信度。


研究结果显示,有五种药物和 Mpro 蛋白结合比较好,分别是 Beclabuvir、沙奎那韦(Saquinavir)、比特拉韦(Bictegravir)、洛匹那韦(Lopinavir)、多替拉韦(Dolutegravir)。


其中,排名第一的 Beclabuvir 是丙型肝炎病毒 RNA 依赖的 RNA 聚合酶 NS5B 的抑制剂,由于 2019 新型冠状病毒 RNA 依赖的 RNA 聚合酶 NSP12 与丙型肝炎病毒 NS5B 的活性区域有着类似的拇指状构象,因此除了 Mpro 蛋白,Beclabuvir 也可能是 NSP12 的一种潜在抑制剂。


排名第二的沙奎那韦(Saquinavir)和排名第四的洛匹那韦(Lopinavir)则不仅可以很好地同 Mpro 蛋白结合,还能够和 2019 新型冠状病毒的 S 蛋白相结合,从而阻止 S 蛋白和 ACE2 受体的结合(图 2),因此可以同时在细胞内部和表面阻止病毒的扩增。据医药类媒体报道,中国临床试验注册中心最新登记显示,洛匹那韦(Lopinavir)已经被列入新型冠状病毒临床试验的登记列表中。


排名第三的比特拉韦(Bictegravir)和排名第五的多替拉韦(Dolutegravir)是 HIV 病毒整合酶抑制剂, 通过阻断整合酶来抑制病毒的复制。


目前,联合科研团队正在对上述五种抗病毒药物进行细胞学验证,并推动后续一系列药物临床试验。




在一周时间内,除了针对 DrugBank 库 8506 已有药物进行筛选,联合团队还针对 UniChem 小分子库超过 1.6 亿化合物分子进行了更大规模的药物筛选,筛选出结果可以供相关研究机构和制药企业进行中长期药物研发。


此次大规模计算机辅助药物筛选,完全基于华为云 EI 医疗智能体平台(EIHealth)进行。


该平台基于华为云 AI 昇腾集群服务、ModelArts 一站式 AI 开发与管理平台的强大 AI 能力,集成了医药领域众多算法、工具、AI 模型和自动化流水线。


在几位教授的指导下,针对数十个靶向蛋白和上亿小分子化合物,通过医疗智能体平台完成了蛋白质同源模建,分子动力学模拟计算,和大规模虚拟药物筛选,短时间内完成了上千万次的模拟计算,让以往耗时数月的计算机辅助药物筛选在数小时内完成。


医药研发是一个技术门槛高、业务复杂,周期长的过程,AI 辅助药物筛查只是其中一个环节,希望能够通过 AI 技术、计算机辅助技术能够帮助到医药领域的专家,加速药物研发过程。


华为云 EI 医疗智能体在病毒基因组计算分析、抗病毒药物研发和抗疫医疗影像分析领域,将提供海量 AI 算力和算法的强有力支持。


本文转载自华为云产品与解决方案站公众号。


原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/KUwdC9nYym_LIHCMW1nfkw


2020-03-20 21:282111

评论

发布
暂无评论
发现更多内容

进大厂为何要学Zookeeper?

冰河

zookeeper 分布式 一致性 服务注册与发现 协同系统

面面俱到!阿里巴巴2021最新Java面试参考权威指南泰山版震撼来袭

Java 架构 面试 后端 计算机

九阴真经MySQL版:一条查询语句如何执行的

MySQL 数据库 程序员 架构

回款金额自动分配

明道云

云上数据不安全主要原因是什么?保障云上数据安全用什么软件好?

行云管家

云计算 数据安全 企业上云 云数据

RVB2601应用开发实战系列五: 网络播放器设计(一)

Roy夹馍

物联网 risc-v 嵌入式开发

iOS 屏幕实时共享功能实践(内附详细代码)

融云 RongCloud

ios 音视频

叹服!阿里自述SpringCloud微服务:入门+实战+案例

Java~~~

Java spring 架构 面试 Spring Cloud

快速解决运维过程中碰到的难题,就用行云管家!

行云管家

运维 运维人生 IT运维 企业运维

高光时刻!美团推出Spring源码进阶宝典:脑图+视频+文档

Java~~~

Java spring 源码 架构 面试

GameFi/DeFi+NFT软件系统开发方案

uniswap市值管理机器人系统开发

云小课|VMware备份上云学习专列来了,快加入吧~

华为云开发者联盟

云备份 VMware备份 备份上云

GameFi游戏金融系统软件开发介绍

牛掰!阿里人用7部分讲明白百亿级高并发系统(全彩版小册开源)

Java~~~

Java 架构 面试 多线程 高并发

限量!腾讯高工用4部分讲清楚了Spring全家桶+微服务

Java~~~

Java spring 架构 面试 微服务

美团架构师熬夜整理:Netty权威指南2.0版+英雄传说项目

Java~~~

Java 架构 面试 Netty 架构师

game+defi系统软件开发内容

RVB2601应用开发实战系列四:FOTA镜像升级

Roy夹馍

物联网 risc-v 嵌入式开发

PancakeSwap市值管理机器人APP系统开发价格

限时!字节Java程序性能优化宝典开源,原来这才叫性能优化

Java~~~

Java 架构 面试 JVM 性能调优

膜拜!首次公布Java10W字面经,Github访问量破百万

Java~~~

Java 架构 面试 微服务 多线程

大厂的 SDK 写法,偷学到了!

程序员鱼皮

Java c++ Python 架构 大前端

测试用例编写方法

与风逐梦

完美!华为爆出Redis宝典,原来Redis性能可压榨到极致

Java~~~

Java redis 架构 面试 分布式

🚄【Redis 干货领域】让你彻底会使用“Redis中最陌生且最强大的集合”(ZSET)【上部】

码界西柚

redis Zset 9月日更 Redis指令

Swap市值管理机器人系统软件开发资料

细节爆炸!腾讯用13个案例实战讲明白MySQL,没想到这么全

Java~~~

Java MySQL 数据库 架构 面试

这个夏天,这群大学生奔波在盐场里忙啥?

科技热闻

顶级!13位专家力荐Spring5为企业级开发提供一站式方案

Java~~~

Java spring 架构 面试 Spring Boot

惊艳!阿里自爆用480页讲清楚了44种微服务架构设计模式

Java~~~

Java spring 架构 面试 微服务

AI助力“抗疫”,超大规模计算机辅助药物筛选技术解读_AI&大模型_华为云产品与解决方案_InfoQ精选文章