问海寻找抗击病毒的海洋“解药” 海洋试点国家实验室启动“2020年抗病毒海洋药物研究专项”
由冠状病
毒、甲型流感病毒等病毒引起的传染性疾病已经造成了多次全球范围的严重疫情，具有巨大的社会危害性。病毒传播迅速、变异快，而安全有效的抗病毒药物种类少、靶点单一。为有效应对由病毒引发的重大疫情，如近期发生的新型冠状病毒感染肺炎疫情，增强新发突发传染病的防控能力，青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋药物与生物制品功能实验室近期启动了“2020年抗病毒海洋药物研究专项”开放基金项目，希望从海洋中筛选抗病毒药物分子，找到抗击病毒的海洋“解药”。
从海洋中筛选抗病毒药物分子
记者从海洋试点国家实验室获悉，该项目资助期限为2年（2020年3月15日-2022年3月14日），资助额度不超过30万/项，拟资助3-5项。资助方向主要有三个，一个是海洋来源实体化合物的制备和资源库构建：整合储备一批能够符合高通量筛选需求的海洋来源化合物。第二个方向是高传染性和致病性病毒的关键新靶点发现和筛选模型构建研究：针对RNA病毒的感染，传播和变异特点，发现新型抗病毒靶标，并建立相应的海洋药物快速发现和评价模型。第三个是抗冠状病毒候选药物研究：针对有良好潜力的苗头化合物进行候选药物的药效，药理及毒理等研究，获得新型抗冠状病毒候选药物。资助项目主要应对病毒的快速变异，针对不同高致病性和传染性病毒的特异性和保守性靶点建立能够快速高通量筛选的药理模型，从海洋中获得一批具有潜在抗病毒活性的海洋候选抗病毒药物分子，从而为病毒感染及新发突发传染病防治提供理论及技术支撑。海洋试点国家实验室鼓励申请人与功能实验室固定研究人员联合申请，对于合作申请的研究项目，应在申请书中明确合作各方的研究内容、主要分工等。
据悉，海洋化合物结构多样、活性高、成药性强。与陆生天然产物相比，海洋化合物的结构相对有更好的刚性，74％以上都符合Lipinski的“成药五原则”，成药性比陆生天然产物及随机有机合成小分子高达一倍以上。另外，海洋中含有大量种类繁多的病毒，与其他海洋生物构成了相互依存、相互制约的生态系统。海洋生物在同病毒长期接触和协同进化的过程中，有可能产生独特的抗病毒成分，为寻找抗病毒新药提供了广阔空间。
力争提供蓝色药物方案
在防控新型冠状病毒疫情的关键时期，寻找靶点药物是科研攻关的重要工作之一。海洋试点国家实验室基于前期已经建立的国际上首个海洋天然产物三维结构数据库、“智能超算与生物实测耦合的全链条创新药物研发体系”，以海洋创新药物筛选与评价平台、高性能科学计算与系统仿真平台、海洋分子生物技术公共实验平台为支撑，组织海洋药物与生物制品功能实验室、海洋生物学与生物技术功能实验室等创新科研团队优势力量，开展协同攻关。
2月初，海洋试点国家实验室就启动了应急研发任务，利用实验室学科、平台、团队、机制优势，组织科研人员，针对多个重要抗病毒靶点开展了药物虚拟筛选，力争为疫情防控贡献力量。基于前期已经建立的国际上首个海洋天然产物三维结构数据库，科研人员群策群力，从中国海洋大学、北京大学、上海交通大学、中山大学、浙江大学、中科院南海所、中科院微生物所和青岛海洋生物医药研究院等多家高校和科研院所，收集可获得实体化合物的天然产物分子结构信息74382个。拟利用“智能超算与生物实测耦合的全链条创新药物研发体系”，对这些天然产物分子、已上市药物和中药有效成分，进行分子对接、分子动力学模拟等药物虚拟筛选，力争为防控新型冠状病毒感染的肺炎疫情提供蓝色药物方案。为了充分利用全国各地科学家们贡献的海洋天然产物信息，在广泛征求宾夕法尼亚大学、复旦大学、华中农业大学等多家单位冠状病毒专家建议基础上，通过生物信息学分析研究病毒基因的保守性，利用知识图谱技术收集类似蛋白结构信息，确立了7个药物筛选靶点。通过同源模建、分子动力学模拟等手段，构建了可直接用于虚拟药物筛选的靶点口袋。
向社会开放共享药物筛选靶点
为了加速对抗新冠病毒的药物筛选进程，海洋试点国家实验室将这些靶点模型向社会开放共享，供广大科学家和企事业单位用于非盈利性目的的药物筛选工作。从2月2日开放到2月6日的四天时间内，有来自国内外高校、医药企业和科研院所等近百家单位进行了注册下载。据分析，对目前7个靶点模型关注热度不尽相同。依据下载频次，目前关注度较高的为“Spike蛋白的RBD”靶点，其他6个靶点关注度基本相似。
共享信息发布后，多家研究机构及药企的科研与工程技术人员围绕药物虚拟筛选、筛选数据分析、药物计算软件开发与应用以及化合物药理研究等方面与海洋试点国家实验室科学家进行了深入交流和研讨，提出了许多有益的建议，并探讨合作机制和途径，进一步推动了相关后续工作。海洋试点国家实验室不断拓展药物苗头分子筛选数据库。目前，针对病毒靶点的分子对接和分子动力学模拟计算正在紧张进行之中，据预测有望获得2000余个苗头化合物，同时加速研究分子与细胞水平的生物实测验证。这些数据信息海洋试点国家实验室将会加快向全社会开放共享，以推进防控药物研发进程。当前，海洋试点国家实验室“蓝色开发计划“稳步推进，其中“蓝色药库”完成170多个成药靶点与全部已知35000余个海洋化合物的对接，基本建成基于智能超算与生物实测耦合的海洋药物发现体系，其中，海洋天然产物三维结构数据库、智能超算海洋药物筛选技术为本次应急攻关奠定了基础。
青岛晚报／掌上青岛／青网记者王伟
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