海洋试点国家实验室借助超算技术在非洲猪瘟防治中取得进展

近日，青岛海洋科学与技术试点国家实验室（以下简称“海洋试点国家实验室”）海洋创新药物筛选与评价平台（以下简称“药物平台”）联合高性能科学计算与系统仿真平台（以下简称“超算平台”）针对非洲猪瘟的病原体，进行虚拟筛选，找出了潜在的可控制疫情的天然产物及其对应生物来源，有望开发成生物饲料或者生物制品乃至兽药，用于控制疫情。

自2018年8月3日我国政府首次报道非洲猪瘟疫情起，截止目前，全国共发14起非洲猪瘟疫情，涉及黑龙江、辽宁、河南、江苏和浙江、安徽六省，造成直接经济损失数千万元，严重威胁我国的经济发展和社会稳定。面对汹涌的疫情和潜在的风险，我国政府对非洲猪瘟疫情迅速做出行之有效的行动，依照农业部印发的《非洲猪瘟防治技术规范（试行）》，开展根治性防范应对措施。目前，疫情已得到初步控制，但从流行病爆发规律来看，后续疫情形势发展仍然存在许多不确定性。

作为突破型、引领型、平台型一体化的大型综合性研究基地，海洋试点国家实验室以体现国家意志，实现国家使命为责任目标，面向重大民生关切，长久以来，积极开展基础性、前瞻性、探索性及应用性研究。此次针对猪瘟疫情，海洋试点国家实验室的科学家和工作人员们积极响应，深入了解非洲猪瘟病原体的特征，利用药物平台和超算平台携手共建的智能海洋药物虚拟筛选技术体系，依托7月发布的全球首个海洋化合物三维数据库MarineChem3D，针对非洲猪瘟的病原体，进行虚拟筛选，迅速找出潜在的可控制疫情的、绝大部分来源于海洋的75种天然产物及其对应生物来源。其中13种在我国境内具有广泛分布，有望开发成生物饲料或者生物制品乃至兽药，用于控制疫情，为全球猪瘟疫情的防治贡献中国力量，增添中国智慧。

非洲猪瘟（African Swine Fever, ASF）的病原体是非洲猪瘟病毒（African Swine Fever virus, ASFV），可能通过节肢动物（多为昆虫）传播，感染后会引起猪体全身出血、呼吸障碍和神经症状等，常常在一周后致死。非洲猪瘟已严重威胁以罗马尼亚为主的欧洲国家的经济，专家预计，可能会造成数十亿欧元的损失。虽然非洲猪瘟几乎不可能传播至人类，但由于被感染的生猪，致死率几乎是100%，为民众的经济生产活动带来严重威胁。

目前，非洲猪瘟并无相应疫苗和有效治疗方式，扑杀是唯一的控制方式。研究发现，该病毒的一个叫做非洲猪瘟病毒DNA聚合酶X（ASFV DNA PolX），对病毒的复制和传播具有至关重要的作用，且与人类及其它家禽家畜的同类蛋白质具有显著的差别，是优秀的药物开发靶点。

考虑到药物开发成本和性价比，海洋试点国家实验室海洋资源开发及综合利用领域的专家一致认为，寻找具有潜在治疗作用的天然产物，并利用富含该类天然产物的生物或生物粗提物作为生物饲料或饲料添加剂，是最佳的选择。因此，在研究过程中，专家们聚焦于天然产物。借助于已有的知识和海洋试点国家实验室的超级计算机，专家们迅速从陆生和海洋天然产物数据库中，锁定了16种陆生天然产物和59种海洋天然产物，并通过文献查阅，数据检索等手段，发现我国广泛分布有13种生物，具有潜在的抑制非洲猪瘟病毒的活性分子。这为后续研究和疫情控制的决策，提供了线索和新的思路。本文同时列举了筛选结果中在我国境内有分布且相对容易获取的部分生物。另有部分天然产物的源头生物，在我国境内并无分布，但可在我国境内获取其近缘物种，海洋试点国家实验室的专家们正在研究使用近缘物种替代的可行性。

非洲猪瘟是典型的突发性传染疾病。每一次突发性传染疾病的爆发，都是对各国政府的组织能力、科研能力和综合国力的考验。海洋试点国家实验室的科学家们，用实际行动展示了我国科研人员对突发性传染疾病的应对能力，也进一步证实由海洋试点国家实验室建立的智能超算海洋创新药物筛选技术体系，在应对突发性传染疾病时，具有重要作用，而海洋天然产物，也为应对突发性传染疾病，提供了无限可能。未来，海洋试点国家实验室将继续围绕健康中国战略需求，服务国家食品与药物安全，为健康中国提供科技支撑。

我国境内猪瘟病毒治疗的潜在海洋化合物分子

青霉菌（Penicillium sp.）                                   2009-1076             

白穗软珊瑚（Nephthea chabroli）                                2010-891                     

     海蛞蝓（Phidiana militaris）                         2012-1123               2012-1124

枝孢菌（Cladosporium sp.）                                     2014-423               

我国境内猪瘟病毒治疗的潜在陆生天然产物分子

花椰菜                                                           桂竹香           

芜菁                                                           群心菜

结球甘蓝                                                         亚麻荠

欧洲油菜                                                           辣根    

 松石蕊                                                          长松萝