華為：新型冠狀病毒蛋白同源建模及超大規(guī)模計算機輔助抗病毒藥物篩選平臺

華為醫(yī)療智能體（EI Health）是基于華為云AI和大數(shù)據(jù)技術優(yōu)勢，定位為全棧、開放、專業(yè)的醫(yī)療行業(yè)企業(yè)級AI研發(fā)平臺，服務于基因組分析、藥物研發(fā)、醫(yī)療影像等專業(yè)領域。

面對當前新型冠狀病毒（2019-nCoV）感染肺炎不斷擴散的嚴峻形勢，華為云EI醫(yī)療智能體團隊（以下簡稱EI團隊）針對新型冠狀病毒所有的15個靶標蛋白進行了蛋白結(jié)構(gòu)同源建模和上億次小分子化合物的超大規(guī)模計算機輔助藥物篩選工作。

應用場景

創(chuàng)新成果

EI團隊構(gòu)建了3個大規(guī)模藥物篩選庫：第一個藥物篩選庫使用Drug-Bank的8506個藥物分子；第二個藥物篩選庫使用ZINC數(shù)據(jù)庫的224萬先導化合物類似分子；第三個藥物篩選庫使用UniChem的1.6億個藥物分子。

EI團隊使用同源建模和分子動力學模擬獲得了15個靶標蛋白的結(jié)構(gòu)。借助華為云AI昇騰集群云服務和華為云EI醫(yī)療智能體藥物研發(fā)平臺，EI團隊用一天時間，率先針對2019-nCoV的兩個重要靶點蛋白（Mpro蛋白與S蛋白/ACE2受體）對三個篩選庫的大規(guī)模虛擬篩選，篩選出5種可能有效的抗2019-nCoV藥物：Beclabuvir，沙奎 那 韋（Saquinavir），比 特 拉 韋（Bictegravir），洛匹那韋（Lopinavir），多替拉韋（Dolutegravir）。

此外，EI團隊用一周時間完成了針對剩余13個靶標蛋白對第一個篩選庫的大規(guī)模虛擬篩選。所有篩選結(jié)果均在華為云公布。

此次大規(guī)模計算機輔助藥物篩選，完全基于華為云EI醫(yī)療智能體平臺（EI Health）進行。該平臺基于華為云AI昇騰集群服務、ModelArts一站式AI開發(fā)與管理平臺的強大AI能力，集成了醫(yī)藥領域眾多算法、工具、AI模型和自動化流水線。通過醫(yī)療智能體平臺完成蛋白質(zhì)同源模建，分子動力學模擬計算，和大規(guī)模虛擬藥物篩選，短時間內(nèi)完成了上千萬次的模擬計算，讓以往耗時數(shù)月的計算機輔助藥物篩選在數(shù)小時內(nèi)完成。

創(chuàng)新意義

醫(yī)藥研發(fā)是一個技術門檻高、業(yè)務復雜、周期長的過程，AI輔助藥物篩查只是其中一個環(huán)節(jié)。

華為希望能夠通過AI技術、計算機輔助技術能夠幫助到醫(yī)藥領域的專家，加速藥物研發(fā)過程。華為云EI醫(yī)療智能體在病毒基因組計算分析、抗病毒藥物研發(fā)和抗疫醫(yī)療影像分析領域，將提供海量AI算力和算法的強有力支持。

本次聯(lián)合科研團隊發(fā)布的研究成果已通過華為云（鏈接：https://www.huaweicloud.com/product/eihealth.html）面向生物醫(yī)藥研究機構(gòu)開放，用于抗病毒藥物研發(fā)。■

五種藥物和2019新型冠狀病毒Mpro蛋白結(jié)合位點預測