科创中国

为了较大限度地利用药用物质资源，提高了药物发现的概率，同时提高了发现新药的质量，缩短药物研发周期，开发高通量药物开发和设计平台。平台基于云化技术，将多个计算机辅助药物设计软件（算法）、多类型分子数据库（数据）、超级计算技术（算力）紧密融合，具备为靶向药物开发提供一体化解决方案的能力。平台聚焦虚拟药物筛选、分子模拟、先导化合物优化、结果分析与可视化等药物开发与设计流程；重点突破虚拟药物筛选软件移植优化，大规模计算资源调度，超算平台计算服务封装，药物开发与设计工具集成，化合物库数据资源整合等关键技术；特别面向中药经方等特殊药物小分子库的药物筛选建设支撑环境。针对生物医药开发应用，为生物医药企业、科研院所提供共性问题解决和专业定制一体化解决方案。

针对创新药物研发需求，颠覆以往计算机辅助药物设计筛选规模、模拟精度、交叉融合限制，构建面向国产新一代超级计算机的大规模、高通量、高性能、全链条的药物设计数值融合装置。一方面创新虚拟药物高通量筛选高性能执行优化方法，实现十万级高性能并发处理技术，形成十亿级候选分子规模的分布式虚拟筛选能力。另一方面，打造十亿级复杂原子体系大规模分子动力学模拟技术体系，研究在细胞尺度上对生物体系进行全原子分子动力学模拟的方法，形成获得候选小分子在真实环境扩散、聚集、构象变化的能力。此外，突破超级计算与云计算、大数据、人工智能协同应用挑战，形成包括“蛋白质结构预测、虚拟药物筛选、先导化合物优化、药效性分析”的全链条管线研发能力。

可面向制药公司、生物技术公司、学术和研究机构或其他单位，提供一站式的早期药物研发服务与技术咨询服务，包括虚拟靶标预测、药物筛选、先导优化、动力学模拟等过程，涉及化学药、生物药、中药等多种新药类型。可根据用户特点划分三种业务需求，如下：

（1）基础计算业务：该类用户对药物开发工具的原理与使用方法有深度的认知，推荐直接调用软件超市的软件进行计算。

（2）进阶计算业务：该类用户有高通量筛选需求，推荐使用自研移植优化的虚拟药物筛选技术，快速实现大规模筛选。

（3）定制化计算业务：该类用户目的是利用高通量药物筛选平台实现候选药物的选定，可根据用户的研发需求，定制筛选策略。

利用云化技术，已完新一代超级计算机算力仓库与十五亿小分子数据仓库建设，搭建了药物设计全软件栈和高通量计算调度系统，具备智能计算蛋白质结构预测与多功能靶点分析能力、亿级分子高通量快速筛选能力、亿级全原子体系分子动力学模拟能力、大规模自由能微扰精确计算能力、先导化合物优化能力，形成了算法+数据+算力的高通量计算融合环境，可快速预测候选药物分子，缩短研究周期，节约研发成本。同时，支持在线应用发布，助力研发人员应用成果在线推广，实现知识共享，有助于搭建药物研发创新生态。

国家超级计算天津中心已组建了一支由正高、副高、博士、硕士等组成，结构合理的计算交叉创新研发团队，98%以上为硕士以上学历，主要来自国内985、211 等著名高校，涉及药物化学、生物信息、计算机科学、统计与计算数学、软件工程、数据智能等领域，并且技术研发团队正在不断壮大和完善。目前已形成药物发现与设计、高性能计算、智能计算等多个团队。团队成员在软硬件研制、平台开发与维护、生物医药领域应用等方面有丰富的技术积累。同时，本公司非常注重交叉创新，已联合相关院所构建了一支计算机与生物医药协同创新团队，团队中院士、长江学者、杰青等超过10 人。

（1）极大降低潜在苗头化合物的发现周期。改变以往数月完成虚拟药物筛选的常规方案，针对亿级甚至十亿级候选分子规模的虚拟药物筛选需求场景，形成普适于不同计算规模的高效率、高鲁棒的技术解决方案。具备在4 亿原子体系以上的分子动力学全过程模拟能力，可以获得更加符合细胞真实环境的药物与靶点结合过程，更加准确真实获得潜在候选苗头化合物的性质。

（2）项目完成后，可以降低新药研发成本，提高新药研发效率，推进中药现代化，缩小与欧美发达国家的差距，重点突破高通量虚拟药物筛选、大规模分子动力学模拟、智能计算支撑的全流程药物设计融合环境等重大共性关键技术，开展面向中医药领域的典型应用示范。大幅增强我国在新药研发领域的核心竞争力，实现重点领域对国际前沿的引领，全面推进健康中国建设。

（3）改变传统药物设计的实现模式。传统的药物设计，要在服务器上以命令行的方式进行，入门门槛较高。本项目搭建的药物开发与设计平台，以云的方式实现，交互式的方式使用，提高了可用性，降低了入门门槛，极大地改变了用户使用模式。

可通过合作开发、技术许可、作价投资等方式开展成果转化。