COVID-19病毒的變異速度快，還是人類技術儲備的發展速度快？這是一場高風險、高回報的軍備競賽。
根據超級計算機的計算，某種化合物（某中灰色部分）可與SARS-CoV-2刺突蛋白（以青色顯示）結合，防止後者與人類血管緊張素2（簡稱ACE2，以紫色顯示）受體對接。
超級計算機不僅有望開發出可行的抗病毒療法，快速進行其他前瞻性療法的實驗室測試，同時也將為新疫苗的開發提供巨大助力——這一切除了遏制當前疫情爆發態勢，也將給未來可能出現的類似冠狀病蔓延提供參考模板。換言之，由超級計算機帶來的種種可能性，也許終將賦予人類阻止病毒快速發展傳播、甚至扭轉流行病管控局面的新力量。（中國近期的病例報告也表明，不少患有嚴重感染COVID-19的病例出現了所謂「細胞因子風暴」的過度免疫反應，而這種物理現象已經能夠通過目前可靠的測試方法與療法成功治癒。）
作為抵禦SARS-CoV-2病毒攻勢的重要手段，對潛在療法的虛擬與現實測試已經成為當前藥物與疫苗研究領域的技術重點。與傳統藥物研發流程不同，當前的研究舉措有望在一年左右取得成果，而以往臨床研究往往要等上十年才能推出一款正式投放市場的藥物產品。
在此期間，超級計算機做出了卓越的貢獻，通過模擬針對新冠病毒毒株對可能具有治癒效果的77種現有藥物做出一番全面分析。
研究人員們表示，如果用過去的眼光來看，這些初步結果顯然不足以被納入實驗室測試階段。但有了超級計算機的幫助，以往需要數週甚至數月的測試現在可以在幾天之內完成全面模擬，從而快速實現對候選療法的歸類總結。
田納西大學諾克斯維爾分校生物化學、細胞與分子生物學教授Jeremy Smith指出，對新型冠狀病毒的基因組測序為療法探索提供了線索，也讓他和另一位研究員Micholas Dean Smith在各自獨立的研究當中取得不小進展。
Smith表示，“他們發現新冠病毒與SARS病毒有所關聯，很可能就是從SARS演變而來。二者可以說擁有姊妹般的近親關係。”
兩位研究人員利用世界上最快的超級計算機，對新冠病毒與9000種有望具有治癒效果的現有藥物化合物進行了詳盡的相互作用模擬。在標準計算機上運行此類分子動力學序列可能需要一個月時間，但在橡樹嶺國家實驗室的Summit超級計算機上，整個過程只需要一天。
另外，由於此前已經對SARS病毒產生的蛋白質做出過充分研究，研究人員們在起步之初就掌握了一份豐富且翔實的參考資料，其中很可能就包含SARS-CoV-2新冠病毒蛋白。以此為參照，我們就能瞭解哪些現有藥物足以破壞或者凍結其蛋白質結構。
Smith表示，“我們現在已經瞭解到所有蛋白質的基本構成。接下來的任務，就是找到能夠阻止蛋白質按病毒指令活動的有效藥物。”
Smith指出，將原本耗時數年的工作縮短到幾個月，使得對各類療法的批量測試成為可能。首先，自然界的植物與微生物中已經存在成千上萬種分子，其中不少早已成為人類飲食中的組成部分。與此同時，製藥企業則開發併合成出自然界中不存在的新分子，用以治療各類人體疾病。
Smith表示，“不少藥物已經通過了監管機構的批准，例如美國食品藥監局——這意味著它們已經符合安全性要求，可用於治療某些疾病。但以往的審批週期太過漫長，導致人們的病情遭到延誤。更重要的是，審批還僅僅只是第一階段，如果無法通過，製藥企業就只能轉而設計新的藥物分子。整個過程大概需要10到15年時間，平均投資高達10億美元。可以想見，如果能夠縮短這一研發週期，將給全人類帶來怎樣的福祉。”
根據Smith的介紹，SARS-CoV-2之所以被稱為新冠病毒，是因為病毒外部的蛋白質尖刺與太陽的日冕形狀相似，如同延伸出的“冠”。而超級計算機也正是從此處入手。
利用橡樹嶺國家實驗室的Summit超級計算機（目前以每秒0.2百億億次處理能力位列全球第一），兩位研究人員對新冠病毒與9000種有望具有治癒效果的現有藥物化合物進行了詳盡的相互作用模擬。
他們最終將其中8000種化合物按照與新冠病毒尖刺蛋白的粘連效果進行了排名。在理想情況下，強烈的粘連效果應該能夠阻止病毒感染其他細胞。
Smith解釋道，在標準計算機上運行此類分子動力學序列可能需要一個月時間，但在橡樹嶺國家實驗室的Summit超級計算機上，整個過程只需要一天。
他提到，目前他們正與田納西州大學孟菲斯市健康科學中心及其他實體實驗室開展合作，利用真實SARS-CoV-2病毒顆粒模擬測試排名當中表現最好的化合物選項。
正是由於超級計算機上的模擬實驗速度極快，Smith表示他們正在考慮加緊推進下一步工作。
“我們一直與實體實驗室保持溝通，例如「這種化合物有效，這種化合物無效」、「這種化合物有一部分反應很好，值得借用」之類。未來，我們可能會在適當的時候利用人工智能等技術把目前有效的幾種化合物性質關聯起來。”
那麼，科學家們距離真正的“下一步”還有多遠？
“可能是下週、下個月或者下一年，具體取決於我們得到的模擬結果。”
在另一方面，比爾與梅琳達·蓋茨基金會則專門為“有望實現”的新型COVID-19治療方法提供贊助資金，並已經開始幫助計劃於下個月開始臨床試驗的SARS-CoV-2疫苗注射設備開拓銷售渠道。（這家開發疫苗的公司在本屆賓夕法尼亞州普利茅斯Innovio Pharmaceuticals大會上公佈了雄心勃勃的時間表，預計將在今年年底前完成“100萬例注射”。）
英國Wellcome與Mastercard也推出了加速器資助計劃，他們公佈的早期資助項目之一正是由比利時魯汶雷加醫學研究所進行的實體實驗室測試。
與Summit超級計算機模擬研究不同，魯汶雷加醫學研究所的主要蕘是對具有SARS-CoV-2病毒抗性的15000種化合物（源自已有獲批抗病毒療法）進行快速化學測試。
蓋茨基金會的一位官員在採訪中表示，他們目前還無法公佈與此項研究或加速器計劃相關的更多信息。但基金會CEO Mark Suzman做出瞭如下說明：
“我們對這種新方法帶來的進展感到樂觀。這一切讓我們意識到，此類合作與協同方式將給未來的流行病管控與對抗帶來行之有效的指引與支持。”
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