本報(bào)北京電（記者吳月）為疾病靶點(diǎn)匹配適配的小分子，是靶向藥物研發(fā)的關(guān)鍵。面對(duì)人體內(nèi)數(shù)以萬計(jì)的潛在靶點(diǎn)，如何快速篩選苗頭化合物？近日，清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院教授蘭艷艷聯(lián)合該校生命學(xué)院、化學(xué)系團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新研發(fā)了人工智能驅(qū)動(dòng)的超高通量藥物虛擬篩選平臺(tái)DrugCLIP，其篩選速度比傳統(tǒng)方法提升百萬倍，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率也取得顯著突破。
依托該平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)首次完成了人類基因組級(jí)別的藥物虛擬篩選，為創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)帶來新可能。相關(guān)研究成果以“深度對(duì)比學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)基因組級(jí)別藥物虛擬篩選”為題，于北京時(shí)間1月9日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
蘭艷艷介紹，人類基因組編碼2萬余個(gè)蛋白，受傳統(tǒng)工具效率等制約，現(xiàn)有蛋白靶點(diǎn)開發(fā)只覆蓋其中小部分。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新將傳統(tǒng)的分子對(duì)接方法，轉(zhuǎn)化為蛋白口袋與小分子在向量空間中的高效語義檢索。基于128核中央處理器和8張圖形處理器的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，DrugCLIP可在1天內(nèi)完成10萬億次蛋白—配體打分，較傳統(tǒng)方法提速百萬倍。
速度提升，準(zhǔn)確性如何？團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。例如，去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運(yùn)體是抑郁癥等疾病的重要靶點(diǎn)，DrugCLIP從160萬個(gè)候選分子中，為該靶點(diǎn)篩選出約100個(gè)高評(píng)分分子。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)顯示，其中15個(gè)為有效抑制劑，12個(gè)分子的結(jié)合能力優(yōu)于當(dāng)前一種常用抗抑郁藥物。
目前，依托DrugCLIP，團(tuán)隊(duì)完成了覆蓋約1萬個(gè)蛋白靶點(diǎn)、2萬個(gè)蛋白口袋的虛擬篩選項(xiàng)目，分析篩選超過5億個(gè)類藥小分子，富集出超過200萬個(gè)潛在活性分子，構(gòu)建了目前已知最大規(guī)模的蛋白—配體篩選數(shù)據(jù)庫。
據(jù)悉，該數(shù)據(jù)庫已免費(fèi)面向全球科研社區(qū)開放，為基礎(chǔ)研究與早期藥物發(fā)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)支持。篩選服務(wù)平臺(tái)也同步上線，支持對(duì)用戶上傳的靶點(diǎn)和蛋白口袋進(jìn)行定制化篩選，截至論文發(fā)表時(shí)，已累計(jì)服務(wù)1400余名用戶完成1.35萬余次篩選。
蘭艷艷說，DrugCLIP平臺(tái)有助于在抗癌、傳染病、罕見病等方向上，加速新靶點(diǎn)與首創(chuàng)新藥的發(fā)現(xiàn)。團(tuán)隊(duì)將持續(xù)優(yōu)化引擎性能，拓展支持模態(tài)，助力構(gòu)建更智能、高效、普惠的藥物創(chuàng)新生態(tài)。
