北京2022年11月7日 /美通社/ -- 腫瘤的病因很大一部分在基因?qū)用?，需要精?zhǔn)找到發(fā)病點(diǎn)，并針對(duì)性起作用，這對(duì)藥物研發(fā)能力提出了更高要求。從藥物開發(fā)周期來(lái)看，小分子藥、單抗藥物比傳統(tǒng)藥物在研發(fā)階段的投入大、時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)大，這令部分企業(yè)望而卻步。如何高效率研發(fā)出創(chuàng)新藥物，提升開發(fā)平臺(tái)能力，成為企業(yè)思考的問(wèn)題。
百濟(jì)神州是一家專注于開發(fā)、商業(yè)化創(chuàng)新抗腫瘤藥物的全球性生物科技公司，旨在為全球患者改善治療效果、提高藥物可及性。在藥物研發(fā)過(guò)程中，百濟(jì)神州通過(guò)"計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)（CADD）"，降低部分研發(fā)費(fèi)用，提升新藥研制速度。
計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)為新藥研發(fā)提速
CADD是以計(jì)算化學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的模擬、計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)藥物與受體生物大分子之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)和優(yōu)化先導(dǎo)化合物。調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，通常一個(gè)新藥從先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)、鑒定和優(yōu)化，到實(shí)驗(yàn)室臨床前研究，再到I~V期臨床研究，平均需要10年以上的時(shí)間，花費(fèi)約3億美金以上。通過(guò)CADD，大大節(jié)省了新藥開發(fā)的人力、物力和財(cái)力，成為新藥研制的加速器。
同時(shí)CADD還提高了藥物設(shè)計(jì)的成功率，隨機(jī)篩選的命中率僅為0.01-0.1%，而CADD命中率則提高至5-20%，另外，CADD可使理論思維形象化、可視化，提供方便直觀的設(shè)計(jì)手段，使得藥物設(shè)計(jì)從盲人摸象的經(jīng)驗(yàn)時(shí)代進(jìn)入到合理藥物設(shè)計(jì)時(shí)代。回顧歷史不難發(fā)現(xiàn)，很多著名的藥物都是源自CADD，例如抗癌藥物伊馬替尼、吉非替尼、舒尼替尼等。
百濟(jì)神州借助浪潮信息搭建的服務(wù)器集群，利用研究生物分子體系的分子動(dòng)力學(xué)的程序 -- GROMACS研究蛋白質(zhì)分子，助力其CADD業(yè)務(wù)的研究。
GROMACS是用于研究生物分子體系的分子動(dòng)力學(xué)程序包。它可以用分子動(dòng)力學(xué)、隨機(jī)動(dòng)力學(xué)或者路徑積分方法模擬溶液或晶體中的任意分子，進(jìn)行分子能量的最小化，分析構(gòu)象等，其在模擬大量分子系統(tǒng)的牛頓運(yùn)動(dòng)方面具有極大的優(yōu)勢(shì)。
在應(yīng)用方面，分子動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)于CPU的需求為持續(xù)高要求，因此對(duì)于系統(tǒng)配置而言，由于大部分時(shí)間都在進(jìn)行浮點(diǎn)計(jì)算；在分子動(dòng)力學(xué)并行計(jì)算過(guò)程中，在空間中或者以原子為單位劃分了多個(gè)分布式的處理子部分，會(huì)導(dǎo)致在邊界上或者交叉點(diǎn)處會(huì)有大量的不同節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)絡(luò)的占用率非常高；
此外，分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算后期會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)在模擬時(shí)間內(nèi)的軌跡文件，隨著研究體系的增大，結(jié)果文件可以達(dá)到幾GB到幾十GB，這對(duì)于系統(tǒng)的總體存儲(chǔ)容量要求非常高；并且分子動(dòng)力學(xué)高并行度的特點(diǎn)，需要多節(jié)點(diǎn)組成的大規(guī)模并行集群系統(tǒng)架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的計(jì)算。
浪潮服務(wù)器助百濟(jì)神州提升開發(fā)效率
通過(guò)反復(fù)對(duì)各個(gè)廠商的甄選，百濟(jì)神州發(fā)現(xiàn)，使用浪潮的服務(wù)器和存儲(chǔ)方案時(shí)，GROMACS可以獲得更高的混合精度浮點(diǎn)計(jì)算能力，從而成倍提高計(jì)算的效率，告別漫長(zhǎng)的運(yùn)算時(shí)間。
通過(guò)GPU服務(wù)器NF5688M6、NF5468M6和NF5280M5，依托業(yè)界先進(jìn)的互聯(lián)結(jié)構(gòu)，釋放出強(qiáng)大的雙精度、單精度等多種算力，支持百濟(jì)神州的大規(guī)模計(jì)算量能得到快速處理；配置TB級(jí)內(nèi)存和SSD固態(tài)盤的NF5280M5大幅提升雙精度浮點(diǎn)計(jì)算能力和緩存讀寫效率。
存儲(chǔ)方面，通過(guò)存儲(chǔ)產(chǎn)品是AS5300G5盤陣，提供了612TB的存儲(chǔ)空間，保證客戶的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)穩(wěn)定可靠。通過(guò)針對(duì)性地部署AI算力產(chǎn)品，系統(tǒng)性能有了顯著提升，縮短了業(yè)務(wù)的響應(yīng)時(shí)間，釋放出強(qiáng)大的雙精度、單精度等多種算力，支持百濟(jì)神州的大規(guī)模計(jì)算量能得到快速處理。
網(wǎng)絡(luò)方面，通過(guò)萬(wàn)兆網(wǎng)卡、萬(wàn)兆交換機(jī)及配套萬(wàn)兆光纖線纜，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)帶寬達(dá)到10Gbps， 滿足計(jì)算和存儲(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)需求的同時(shí)，具有超高的性價(jià)比。
目前，百濟(jì)神州已有三款自主研發(fā)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)商業(yè)化上市，包括百悅澤®（澤布替尼）、百澤安®（替雷利珠單抗）和百匯澤®（帕米帕利），公司擁有約40款在研藥物和商業(yè)化產(chǎn)品組合，包括多款具備差異化潛力的在研大分子、小分子藥物。百濟(jì)神州正在超過(guò)45個(gè)國(guó)家和地區(qū)執(zhí)行近 80 項(xiàng)正在進(jìn)行或已計(jì)劃的臨床試驗(yàn)，入組了超過(guò) 16,000 名受試者，其中約半數(shù)是在中國(guó)以外入組 。
百濟(jì)神州通過(guò)加大使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件和服務(wù)器系統(tǒng)，縮短了研發(fā)周期，提升自主臨床開發(fā)能力和效率，進(jìn)一步降低研發(fā)成本，致力于在行業(yè)內(nèi)走出一條與眾不同的發(fā)展道路。未來(lái)，依托先進(jìn)的算力平臺(tái)，相信百濟(jì)神州利用CADD技術(shù)一定會(huì)研制出更多的明星產(chǎn)品，百創(chuàng)新藥，濟(jì)世惠民。
