新疫苗、新藥的研發(fā)和上市需要大量的數(shù)據(jù)分析、文獻(xiàn)篩選和超算工作支撐。
隨著中國(guó)疾控中心成功分離出新型冠狀病毒，人們對(duì)該病毒的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深，相關(guān)的疫苗和特效藥的研發(fā)也在緊鑼密鼓地進(jìn)行中。然而，這一過(guò)程需要大量的數(shù)據(jù)分析、文獻(xiàn)篩選和超算工作支撐。
為了進(jìn)一步加快新疫苗、新藥的研發(fā)和上市，國(guó)內(nèi)眾多科技公司紛紛向科研機(jī)構(gòu)免費(fèi)開(kāi)放自己的 AI 算力。
1、阿里云
2020 年 1 月 29 日晚間，阿里云宣布在疫情期間向全球公共科研機(jī)構(gòu)免費(fèi)開(kāi)放一切 AI 算力。
阿里云高性能計(jì)算團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人何萬(wàn)青解釋道：
通常來(lái)說(shuō)，一款藥物的研發(fā)需要經(jīng)過(guò)毒株分離、測(cè)序分析、找到病毒的靶點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別和驗(yàn)證、尋找對(duì)應(yīng)化合物、評(píng)估研究和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、制劑合成、臨床試驗(yàn)以及上市等步驟。
總而言之，藥物研發(fā)的過(guò)程都需要投入大量的金錢(qián)、人力以及時(shí)間。據(jù)了解，在美國(guó)研發(fā)一種新的藥物，從這個(gè)研發(fā)項(xiàng)目啟動(dòng)到其最終通過(guò) FDA(Food and Drug Administration，美國(guó)食品藥物監(jiān)督管理局)的批準(zhǔn)，平均需要花費(fèi) 10 -15 年時(shí)間，耗資超過(guò) 13 億美元。
雷鋒網(wǎng)注：研究人員對(duì)新型冠狀病毒進(jìn)行毒株分離
目前，本次新型冠狀病毒疫苗和特效藥的研發(fā)已經(jīng)完成了毒株分離以及基因測(cè)序，這一部分工作主要是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究工作;而接下來(lái)的研發(fā)，包括對(duì)病毒靶點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別和驗(yàn)證、尋找對(duì)應(yīng)化合物等，都需要云計(jì)算的幫助。
何萬(wàn)青對(duì)媒體說(shuō)道：特別是尋找對(duì)應(yīng)化合物，一定要調(diào)用超大規(guī)模算力，因?yàn)榭晒┲瞥伤幬锏幕衔镉?5000-15000 種。要先從龐雜的化合物中找到針對(duì)病毒合適的“進(jìn)攻方向”，再進(jìn)行合成和拼接，如果都要從實(shí)驗(yàn)室里一一比對(duì)，那就太浪費(fèi)時(shí)間了。
在阿里云這次開(kāi)放 AI 算力之后，全球公共科研機(jī)構(gòu)無(wú)需“排隊(duì)”，隨時(shí)可以在彈性伸縮、數(shù)據(jù)交流和發(fā)布都更加便捷的協(xié)同環(huán)境中工作。
另外，在篩選醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)和分析歷史數(shù)據(jù)時(shí)，AI 算力也能派上用場(chǎng)。此前類(lèi)似的 SARS 等疫情爆發(fā)后，醫(yī)學(xué)界留有大量的歷史藥物研發(fā)以及臨床數(shù)據(jù)，還有很多醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)散落全球各地，這些都可能成為這次新型冠狀病毒治療突破口。
2、騰訊
2020 年 1 月 30 日，騰訊官方宣布向北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院的黃牛教授實(shí)驗(yàn)室、中山大學(xué)藥學(xué)院的羅海彬教授團(tuán)隊(duì)提供免費(fèi)的運(yùn)超算能力、運(yùn)算集群支持以及基礎(chǔ)的云計(jì)算能力;同時(shí)成立應(yīng)急工作小組，幫助加速疫苗研發(fā)和新藥篩查。
上述兩個(gè)由騰訊提供算力支持的團(tuán)隊(duì)正承擔(dān)新冠肺炎的藥物篩選和病毒突變預(yù)測(cè)工作。
早前，國(guó)家科技部緊急啟動(dòng)了相關(guān)的應(yīng)急研究項(xiàng)目，中山大學(xué)藥學(xué)院羅海彬教授團(tuán)隊(duì)入選了“2019-nCoV的保護(hù)性抗體、疫苗研發(fā)和藥物篩選與評(píng)價(jià)研究”的課題，負(fù)責(zé)遴選具有治療作用的候選藥物等工作。
為此，騰訊云迅速調(diào)度了一批 GPU 服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，并為羅教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)通了高性能計(jì)算賬號(hào)，免費(fèi)提供所有計(jì)算資源，支持羅教授的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行抵抗新型冠狀病毒的藥物篩選和病毒突變預(yù)測(cè)。
同時(shí)，北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院黃牛教授實(shí)驗(yàn)室， 正在推進(jìn)基于新型冠狀病毒靶標(biāo)結(jié)構(gòu)的化合物虛擬篩選的工作。
騰訊為此提供了大量標(biāo)準(zhǔn)的 CPU 算力以及對(duì)象儲(chǔ)存能力，幫助黃牛教授實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基于結(jié)構(gòu)的藥物分子設(shè)計(jì)的離線計(jì)算任務(wù)。針對(duì)新型冠狀病毒的多個(gè)靶點(diǎn)，黃牛教授實(shí)驗(yàn)室通過(guò)騰訊云秒級(jí)交付的海量高性能計(jì)算、存儲(chǔ)資源，快速計(jì)算篩選數(shù)億級(jí)別的化合物數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，來(lái)尋找新型結(jié)構(gòu)類(lèi)型的先導(dǎo)化合物，為下一步新藥研發(fā)工作提供依據(jù)。
總而言之，騰訊云較強(qiáng)的 CPU 以及 GPU 算力調(diào)度能力可以為基因測(cè)序、醫(yī)療工程提供穩(wěn)定高效的算力支持，從而降低創(chuàng)新藥物前期研發(fā)的成本與周期。
3、百度
緊隨阿里和騰訊的腳步，百度研究院也在 2020 年 1 月 30 日宣布，將向各基因檢測(cè)機(jī)構(gòu)、防疫中心及全世界科學(xué)研究中心免費(fèi)開(kāi)放線性時(shí)間算法 LinearFold 以及世界上現(xiàn)有最快的 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)網(wǎng)站，以提升新型冠狀病毒 RNA 空間結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)速度，從而助力疫情防控。
具體來(lái)說(shuō)，2019 年 7 月，百度首次提出 LinearFold 算法，該算法讓整序列、整基因組的 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)成為可能，也是 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)領(lǐng)域的一次重大突破。
此次引起武漢肺炎的新型冠狀病毒與 SARS 病毒、艾滋病毒、埃博拉病毒、流感病毒一樣，都屬于 RNA 病毒，其單鏈結(jié)構(gòu)導(dǎo)致病毒更容易變異、不易開(kāi)發(fā)疫苗。但如果醫(yī)學(xué)專(zhuān)家們能夠更加快速且深入地了解新冠肺炎基因組的性質(zhì)，這將為針對(duì)性藥物的設(shè)計(jì)研發(fā)提供重要信息。
傳統(tǒng)上，RNA 二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)需要三次方時(shí)間復(fù)雜度的算法。比如說(shuō)，序列長(zhǎng)度翻一倍就要付出 8 倍的計(jì)算時(shí)間，像 RNA 病毒基因組這樣的超長(zhǎng)序列(例如，艾滋病毒有約 1 萬(wàn)個(gè)堿基，埃博拉病毒有約 2 萬(wàn)個(gè)堿基)需要很長(zhǎng)一段等待時(shí)間。而冠狀病毒(包括非典病毒和這次的新型冠狀病毒)的基因組又是所有 RNA 病毒里最長(zhǎng)的，長(zhǎng)達(dá) 3 萬(wàn)個(gè)堿基，最快的經(jīng)典算法也需要 55 分鐘。
不過(guò)，通過(guò)百度 LinearFold 算法，這一計(jì)算時(shí)間被壓縮到了 27 秒，相當(dāng)于提升了 120 倍。與此同時(shí)，百度還向全球科學(xué)家免費(fèi)開(kāi)放了其 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)網(wǎng)站。這些都將提升基因檢測(cè)、疫苗研發(fā)等科研中心的工作效率，讓病毒的研究及疫苗開(kāi)發(fā)速度快速提高。
值得一提的是，在此之前，百度還宣布成立總規(guī)模 3 億元疫情及公共衛(wèi)生安全攻堅(jiān)專(zhuān)項(xiàng)基金，用于支持新型冠狀病毒肺炎等新疾病的治愈藥物篩選、研發(fā)等一系列抗擊疫情工作。
4、滴滴云
注：圖片來(lái)自滴滴云
2020 年 2 月 1 日，滴滴也加入了 BAT 的行列——滴滴云宣布，在通力保障正常服務(wù)的基礎(chǔ)上，成立應(yīng)急戰(zhàn)疫小組，并免費(fèi)向國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)療及救助平臺(tái)等開(kāi)放用于抗擊疫情相關(guān)工作的 GPU 云計(jì)算資源和技術(shù)支持，包括但不限于 GPU 云服務(wù)器、負(fù)載均衡 SLB、彈性公網(wǎng) EIP 等以及相關(guān)的技術(shù)支持服務(wù)。
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，疫情期間，國(guó)內(nèi)任何針對(duì)本次新型冠狀病毒研究、藥物開(kāi)發(fā)的公共科研機(jī)構(gòu)，醫(yī)院、學(xué)校、以及線上醫(yī)療平臺(tái)、免費(fèi)教育資源提供方、防疫資源救助等相關(guān)平臺(tái)，都可聯(lián)系滴滴云。
滴滴云表示，其將在第一時(shí)間全力配合，提供資源與技術(shù)支持，為打好疫情防控戰(zhàn)役貢獻(xiàn)力量。
（轉(zhuǎn)載）
