02.01 面對新型冠狀病毒的這一仗,為什麼阿里雲免費開放的算力很重要?

天下網商記者 張超

自從阿里雲宣佈向全球公共科研機構免費開放一切AI算力後,何萬青博士就進入了連軸轉狀態,經常工作到凌晨。作為阿里雲高性能計算團隊負責人,他要對接大量科研機構、高校院所以及化學、生物醫學專家的需求。

這些機構和專家,在這個特殊的階段,都是想快捷利用阿里雲的超大規模算力,來縮短藥物研發週期,以儘早讓相關的疫苗、特效藥上市,控制住新型冠狀病毒感染肺炎疫情。

面對新型冠狀病毒的這一仗,為什麼阿里雲免費開放的算力很重要?

新型冠狀病毒的圖片

基於阿里雲的藥物研發和大數據平臺已經上線

在免費開放算力之前,阿里雲的超大規模算力早就服務於多家生物醫藥機構和專家,一個典型代表就是全球健康藥物研發中心GHDDI。

GHDDI是由蓋茨基金會、清華大學和北京市政府三方聯合成立的公共衛生與藥物創新機構。主要為建設新藥研發和轉化的創新平臺,加強醫藥研究和開發。

面對新型冠狀病毒的這一仗,為什麼阿里雲免費開放的算力很重要?

比爾·蓋茨(左二)參加GHDDI啟動儀式

2017年,GHDDI成立的第二年,阿里雲就開始為GHDDI的各類新藥研發、化合物篩選等提供算力支持。

在新型冠狀病毒感染肺炎疫情發生後,GHDDI也在1月27日上線了“一站式科研數據與信息共享平臺”,這是一個基於阿里雲的藥物研發和大數據平臺,主要功能有四個:

針對SARS/MERS等冠狀病毒的歷史藥物研發進行數據挖掘與集成;

開放相關臨床前和臨床數據資源;

計算靶點和藥物分子性質;

跟進新型冠狀病毒最新科研動態,實時向科學界和公眾公佈,為新型冠狀病毒科學研究提供重要數據支撐。

面對新型冠狀病毒的這一仗,為什麼阿里雲免費開放的算力很重要?

GHDDI上線的一站式科研數據與信息共享平臺

藥物研發為什麼要用到超大規模算力

很多人會有疑問,藥物研發屬於生物醫學領域,超大規模算力屬於計算機科學領域,為什麼藥物研發要用到超大規模算力?而且GHDDI宣佈上線研發平臺以及阿里雲宣佈免費提供相關算力後,為什麼眾多機構和專家趨之若鶩?

何萬青博士說,這跟藥物研發的流程不無關係。

通常一款藥物的研發,始於病毒的“毒株分離”,然後進行測序分析;找到病毒的靶點進行識別和驗證;尋找對應化合物;合成先導化合物;評估研究和動物實驗;製劑合成;臨床試驗以及上市等步驟。

面對新型冠狀病毒的這一仗,為什麼阿里雲免費開放的算力很重要?

全球健康藥物研發中心GHDDI

說起來很簡單,實際上新藥研發卻是個費錢費力更費時間的過程,數據顯示,在美國研發一種新藥,從項目啟動到被FDA(美國食品藥品監督管理局)批准上市,平均需要花費10-15年的時間,耗資超過13億美元。

目前,針對新型冠狀病毒疫苗和新藥的研究,已經完成了“毒株分離”的“溼實驗”,“基因測序”工作也已經結束,接下來就要了“幹實驗”階段。“幹實驗”階段,涵蓋對病毒靶點進行識別和驗證、尋找對應化合物等過程。

面對新型冠狀病毒的這一仗,為什麼阿里雲免費開放的算力很重要?

研究人員對新型冠狀病毒進行“毒株分離”

可以這麼理解,生物醫藥領域的“溼實驗”,主要是在實驗室裡的研究工作,“幹實驗”就要靠超大規模算力幫忙。

何萬青博士解釋,“特別是尋找對應化合物,一定要調用超大規模算力,因為可供製成藥物的化合物有5000-15000種。要先從龐雜的化合物中找到針對病毒合適的‘進攻方向’,再進行合成和拼接,如果都要從實驗室裡一一比對,那就太浪費時間了。”

然而云計算可以解決這些耗時的環節。

例如與阿里雲合作的全球健康藥物研發中心GHDDI,具備了上千種化合物的數據庫,這些化合物的性質、藥效也都已經掌握,通過計算機模擬,可以加快找到遏制新型冠狀病毒對應化合物的速度。

面對新型冠狀病毒的這一仗,為什麼阿里雲免費開放的算力很重要?

GHDDI針對此次新型冠狀病毒蛋白質序列實現部分靶點的同源建模工作

特別重要的是,面對人類共同的敵人-病毒,公共科研機構更需要無需排隊,隨時可以得到彈性伸縮、數據交流和發佈更加方便的協同環境。

“在全國人民為配合切斷病毒傳染途經而自我隔離的情況下,阿里雲彈性高性能計算EHPC平臺和超級計算集群SCC恰好解決這個燃眉之急。這也印證了阿里的一句土話‘此時此刻,非我莫屬’。”何博士說。

面對新型冠狀病毒的這一仗,為什麼阿里雲免費開放的算力很重要?

阿里雲神龍超級計算集群SCC上做的分子動力學分析結果

但是,就算通過雲計算找到了對應化合物,按照流程還要進行“先導化合物合成”、“動物實驗”、“臨床實驗”等一大堆繁瑣的步驟,藥物和疫苗研發的速度,極有可能趕不上疫情發展的週期。

換句話說,就是沒等新藥研發出來,疫情就已經結束了。

“老藥新用”也許能派上用場

好在針對新型冠狀病毒新藥和疫苗的研發,還有一條路可以選,“老藥新用”。

“老藥新用”指的不僅僅是藥物,還可以是相關的治療經驗。

此前類似的SARS/MERS等疫情爆發後,醫學界留有大量的歷史藥物研發以及臨床數據,還有很多醫學文獻散落全球各地,這些都可能成為這次新型冠狀病毒治療突破口。

調用篩選醫學文獻,分析歷史數據時,超大規模算力也會派上大用場。

比如GHDDI在上線研發平臺就表示,目前研發平臺已經涵蓋既往冠狀病毒相關研究中涉及的900多個小分子在不同階段的相關實驗信息,“希望科研界能參與提煉有用信息並得到幫助或啟示”。

何博士感慨,“有了超大規模算力的幫助,在‘軍情緊急’的情況下,也不用完全從‘0’開始了。”

面對新型冠狀病毒的這一仗,為什麼阿里雲免費開放的算力很重要?

何萬青博士

而GHDDI上線研發平臺後,也致謝阿里雲團隊協助部署後端並提供計算資源。

何萬青博士團隊中還有很多技術專家,比如孫相徵和餘洋等人,目前的工作就是對接GHDDI以及各類科研機構、專家們的需求。

這些計算機科學領域的大牛說,他們並不是醫學專業出身,能做的只是為研究人員提供算力保障、優化技術支持和應用答疑等“後勤工作”,讓科學家能夠專注於學科本身的科研突破,而無需耗費太多精力去學習“交叉學科”的計算技術,但是他們看到了越來越多的生物醫學專家加入了進來,感受到了“很強的使命感”,大家都在用自己的綿薄之力,加速對新型冠狀病毒的研究以及相關藥物、疫苗的研發。


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