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提升计算效率 百济神州选择浪潮高效计算平台为新药研发提速

2022-11-09 16:54:25 来源:美通社

肿瘤的病因很大一部分在基因层面,需要精准找到发病点,并针对性起作用,这对药物研发能力提出了更高要求。从药物开发周期来看,小分子药、单抗药物比传统药物在研发阶段的投入大、时间长、风险大,这令部分企业望而却步。如何高效率研发出创新药物,提升开发平台能力,成为企业思考的问题。

百济神州是一家专注于开发、商业化创新抗肿瘤药物的全球性生物科技公司,旨在为全球患者改善治疗效果、提高药物可及性。在药物研发过程中,百济神州通过"计算机辅助药物设计(CADD)",降低部分研发费用,提升新药研制速度。

计算机辅助药物设计为新药研发提速


【资料图】

CADD是以计算化学为基础,通过计算机的模拟、计算来预测药物与受体生物大分子之间的关系,设计和优化先导化合物。调研数据显示,通常一个新药从先导化合物的发现、鉴定和优化,到实验室临床前研究,再到I~V期临床研究,平均需要10年以上的时间,花费约3亿美金以上。通过CADD,大大节省了新药开发的人力、物力和财力,成为新药研制的加速器。

同时CADD还提高了药物设计的成功率,随机筛选的命中率仅为0.01-0.1%,而CADD命中率则提高至5-20%,另外,CADD可使理论思维形象化、可视化,提供方便直观的设计手段,使得药物设计从盲人摸象的经验时代进入到合理药物设计时代。回顾历史不难发现,很多著名的药物都是源自CADD,例如抗癌药物伊马替尼、吉非替尼、舒尼替尼等。

百济神州借助浪潮信息搭建的服务器集群,利用研究生物分子体系的分子动力学的程序 -- GROMACS研究蛋白质分子,助力其CADD业务的研究。

GROMACS是用于研究生物分子体系的分子动力学程序包。它可以用分子动力学、随机动力学或者路径积分方法模拟溶液或晶体中的任意分子,进行分子能量的最小化,分析构象等,其在模拟大量分子系统的牛顿运动方面具有极大的优势。

在应用方面,分子动力学软件对于CPU的需求为持续高要求,因此对于系统配置而言,由于大部分时间都在进行浮点计算;在分子动力学并行计算过程中,在空间中或者以原子为单位划分了多个分布式的处理子部分,会导致在边界上或者交叉点处会有大量的不同节点之间的数据交互,网络的占用率非常高;

此外,分子动力学计算后期会产生系统在模拟时间内的轨迹文件,随着研究体系的增大,结果文件可以达到几GB到几十GB,这对于系统的总体存储容量要求非常高;并且分子动力学高并行度的特点,需要多节点组成的大规模并行集群系统架构,以实现大规模的计算。

浪潮服务器助百济神州提升开发效率

通过反复对各个厂商的甄选,百济神州发现,使用浪潮的服务器和存储方案时,GROMACS可以获得更高的混合精度浮点计算能力,从而成倍提高计算的效率,告别漫长的运算时间。

通过GPU服务器NF5688M6、NF5468M6和NF5280M5,依托业界先进的互联结构,释放出强大的双精度、单精度等多种算力,支持百济神州的大规模计算量能得到快速处理;配置TB级内存和SSD固态盘的NF5280M5大幅提升双精度浮点计算能力和缓存读写效率。

存储方面,通过存储产品是AS5300G5盘阵,提供了612TB的存储空间,保证客户的数据存储稳定可靠。通过针对性地部署AI算力产品,系统性能有了显著提升,缩短了业务的响应时间,释放出强大的双精度、单精度等多种算力,支持百济神州的大规模计算量能得到快速处理。

网络方面,通过万兆网卡、万兆交换机及配套万兆光纤线缆,计算网络带宽达到10Gbps, 满足计算和存储业务数据流转需求的同时,具有超高的性价比。

目前,百济神州已有三款自主研发产品实现商业化上市,包括百悦泽®(泽布替尼)、百泽安®(替雷利珠单抗)和百汇泽®(帕米帕利),公司拥有约40款在研药物和商业化产品组合,包括多款具备差异化潜力的在研大分子、小分子药物。百济神州正在超过45个国家和地区执行近 80 项正在进行或已计划的临床试验,入组了超过 16,000 名受试者,其中约半数是在中国以外入组 。

百济神州通过加大使用计算机辅助设计的软件和服务器系统,缩短了研发周期,提升自主临床开发能力和效率,进一步降低研发成本,致力于在行业内走出一条与众不同的发展道路。未来,依托先进的算力平台,相信百济神州利用CADD技术一定会研制出更多的明星产品,百创新药,济世惠民。

关键词: 新药研发 百济神州 浪潮高效计算平台

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