國家科學和技術發展規劃部署的藥物開發平台

依據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》的部署,國務院決定組織實施“重大新藥創制”科技重大專項,共設置“創新藥物研究開發”、“藥物大品種技術改造”、“創新藥物研究開發技術平臺建設”、“企業創新藥物孵化基地建設”和“新藥研究開發關鍵技術研究”5個項目,每個項目下設若干專題。

國家科學和技術發展規劃部署的藥物開發平臺

在這樣的背景下,國家超級計算深圳中心依託超級計算機強大的計算能力和科研人員豐富的研究經驗,在創新藥物技術密集地區或領域,整合優勢資源,構建現代化、國際化的綜合性藥物開發創新平臺。

在這個平臺上,可利用超級計算機輔助藥物設計。

一是從活性小分子化合物出發,通過改造、修飾等方法得到活性更好、毒性更低的新化合物,這種方法稱為基於配體的藥物設計;

二是從生物靶標大分子結構出發,尋找、設計能夠與它發生相互作用並調節其功能的小分子,稱為基於結構的藥物設計。

基於配體的藥物設計方法包括定量構效關係(QSAR)和藥效基團方法,基於結構的藥物設計方法又分為分子對接和全新藥物設計方法。基於這些方法又可以通過高通量虛擬篩選來獲取先導化合物結構,加速新藥研發。

虛擬篩選是創新藥物研究的新方法和新技術,虛擬篩選的介入改變了藥物篩選的模式,從原先的 “體外(in vitro)篩選→體內(in vivo)篩選”變為“虛擬(in silico)篩選→體外(in vitro)篩選→體內(in vivo)”。與傳統高通量篩選相比,虛擬篩選具有高效、快速和經濟等優勢。

虛擬篩選方法還在不斷髮展,從現有的活性篩選,發展成活性和類藥性(吸收、分佈、代謝、排洩和毒性,ADME/T)一體化篩選;另一個發展方向是,根據疾病相關基因的調控網絡(或途徑)進行虛擬篩選,這也是計算系統生物學的重要研究內容。

國家科學和技術發展規劃部署的藥物開發平臺

國家超級計算深圳中心提供的藥物開發平臺主要包括分子模擬、藥物發現、三維定量構效關係模型、藥物成藥性評價、數據庫管理、蛋白質模擬等幾大板塊,充分體現了平臺服務的開放新、創新性。平臺提供包括從靶點的探尋,新藥篩選,先導物及試驗優化,藥理毒理等相關公共技術和中介服務。開展國內外廣泛合作交流,爭取讓該平臺成為深圳乃至全國醫藥創制服務能力最強,影響最大,研究工具最完善的公共服務性平臺。


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