張江藥谷解密:“神威1號”篩選SARS克星 | ||
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http://whmsebhyy.com 2003年05月24日 12:42 21世紀經濟報道 | ||
本報記者封景 見習記者李磊 上海報道 5月1日,上海,風和日麗的假日早晨。 肩負著特殊使命,中科院上海生命科學研究院的一名工作人員攜帶著一只高度密封的鐵匣,連夜從北京返回,雙腳甫一落地,便直奔浦東張江而去。 而故事的另一頭,在上海疾病防治中心高度隔離的P3實驗室(生物安全防護3級標準的實驗室,生物安全防護實驗室一般分為4級,P1-P4。目前我國尚無P4實驗室,P3實驗室也不多)中,中科院上海藥物研究所的幾位科研人員已各自就位,急切等待著來自北京的“特殊物品”。 按照計劃,他們將在這所嚴密隔離的實驗室中,把從北京送來的一株SARS病毒“種植”在事先培養的人體細胞中,使病毒在細胞內不斷復制、繁殖,從而為上海防治SARS藥物的研究,提供急需的病毒樣本。 篩藥任務 在中國,一種全新藥物從研究到獲批應用,周期一般在10~12年左右。SARS突如其來,不容等待!從現有藥物中“篩選”出一些可能對SARS有作用的藥品,成為當下藥物研究的快捷之路。 位于浦東張江的中科院上海藥物研究所,承擔起了科技部部署的“篩藥”任務。 5月8日,上海藥研所所長陳凱先向北京匯報了一周來上海的進展: “病毒培養過程正常,已積累相當的量。目前我們正在建立藥物篩選模型,再過幾天,針對SARS病毒的藥物篩選工作就可以正式展開。” 至5月8日,藥研所SARS病毒和細胞培養進展順利,接下來的任務是建立藥物篩選的指標和方法。一旦準備工作完成,針對病毒的藥物篩選下周即可正式開展。陳院士進一步向記者解釋藥物篩選的兩類模型: 第一類,“尋找SARS病毒克星”,藥物篩選目標直接針對SARS病毒,尋找克制、殺滅SARS的有效藥。這種篩選模型在試驗時又分兩種,一種是拿活病毒做試驗,觀測藥物能否在實驗盤里殺死病毒——因為SARS病毒異常兇惡,活病毒實驗必須在P3實驗室進行。另一種實驗相對安全,它不是用活病毒,而是拿病毒的“外衣”一種蛋白質做實驗,如果藥物對該蛋白有抑制作用,即有可能切斷病毒通過蛋白外衣不斷復制的過程。 第二類,“尋找針對病癥的有效藥”,藥物篩選不直接針對病毒,而是針對SARS引發的各種病癥,如呼吸急促、免疫力下降等癥狀,尋找有療效的藥物。陳告訴記者,雖然第二類模型篩選的藥物不能直接殺死病毒,但對病狀的治療有顯著療效,也是藥物篩選的一個重要方向。 神威1號 篩藥之難,被陳凱先類比為“大海撈針。” 目前已經被人類認知的化合物多達2300萬種,從中篩選抗非典藥物,計算、試驗任務極其繁重。此時,一臺巨型超級計算機被請來“撈針”。 “神威1號”,主機頗似十幾個排列的大型立式空調,存儲器則像商店中一字排開的十幾只貨柜。這個龐然大物被置于籃球場大小的玻璃房中,默默進行著自動演算。 這是全國唯一一臺向社會開放的超級計算機。超算中心副主任王普勇告訴記者,該機每秒運算速度可達3840億次浮點結果(2000年12月排在世界第62位),目前1/3計算的能力、128個CPU已經被藥物所“包”去,進行“大海撈針”式的藥物篩選,一旦發現目標,它會自動報告。 承擔計算機篩選工作的是上海藥研所蔣華良小組。蔣告訴記者,藥物的研發過程一般分四個階段——“藥物分析—藥物合成—藥理研究—臨床試驗”,超級計算機在第一階段即藥物分析時發揮作用。主要的原理是“模擬試錯”:研究人員把SARS病毒作成一種計算機可以解讀的數據模型輸入主機,計算機將從現存的藥物庫中抽取各類化合物模型,在計算機上與病毒模型在模擬狀態下一一作用,如果該化合物對病毒模型有反應,即在理論上證明該化合物有抑制或殺滅病毒的可能性。接下來的試驗將轉到實驗室中,理論上證明有效的藥物是否真正能夠抑制病菌,還需要在實驗盤中檢測和觀察。 超算中心副主任王普勇告訴記者,同樣的藥物篩選正在全世界范圍展開。總部設在馬里蘭州的全美傳染病軍事研究院,每天都在接收全球各地藥廠提供的各種藥劑,包括治療艾滋病、流感、肝炎,甚至是抗哮喘病的藥物,輪番攻打SARS病毒。
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