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加速新冠肺炎药物研发,BAT 滴滴向科研机构免费开放 AI 算力

导语:新疫苗、新药的研发和上市需要大量的数据分析、文献筛选和超算工作支撑。

随着中国疾控中心成功分离出新型冠状病毒,人们对该病毒的认识越来越深,相关的疫苗和特效药的研发也在紧锣密鼓地进行中。然而,这一过程需要大量的数据分析、文献筛选和超算工作支撑。

为了进一步加快新疫苗、新药的研发和上市,国内众多科技公司纷纷向科研机构免费开放自己的 AI 算力。

阿里云

2020 年 1 月 29 日晚间,阿里云宣布在疫情期间向全球公共科研机构免费开放一切 AI 算力。

阿里云高性能计算团队负责人何万青解释道:

通常来说,一款药物的研发需要经过毒株分离、测序分析、找到病毒的靶点进行识别和验证、寻找对应化合物、评估研究和动物实验、制剂合成、临床试验以及上市等步骤。

总而言之,药物研发的过程都需要投入大量的金钱、人力以及时间。据了解,在美国研发一种新的药物,从这个研发项目启动到其最终通过 FDA(Food and Drug Administration,美国食品药物监督管理局)的批准,平均需要花费 10 -15 年时间,耗资超过 13 亿美元。 

加速新冠肺炎药物研发,BAT 滴滴向科研机构免费开放 AI 算力

雷锋网注:研究人员对新型冠状病毒进行毒株分离

目前,本次新型冠状病毒疫苗和特效药的研发已经完成了毒株分离以及基因测序,这一部分工作主要是在实验室进行研究工作;而接下来的研发,包括对病毒靶点进行识别和验证、寻找对应化合物等,都需要云计算的帮助。

何万青对媒体说道:

特别是寻找对应化合物,一定要调用超大规模算力,因为可供制成药物的化合物有 5000-15000 种。要先从庞杂的化合物中找到针对病毒合适的“进攻方向”,再进行合成和拼接,如果都要从实验室里一一比对,那就太浪费时间了。

在阿里云这次开放 AI 算力之后,全球公共科研机构无需“排队”,随时可以在弹性伸缩、数据交流和发布都更加便捷的协同环境中工作。

另外,在筛选医学文献和分析历史数据时,AI 算力也能派上用场。此前类似的 SARS 等疫情爆发后,医学界留有大量的历史药物研发以及临床数据,还有很多医学文献散落全球各地,这些都可能成为这次新型冠状病毒治疗突破口。

腾讯

2020 年 1 月 30 日,腾讯官方宣布向北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院的黄牛教授实验室、中山大学药学院的罗海彬教授团队提供免费的运超算能力、运算集群支持以及基础的云计算能力;同时成立应急工作小组,帮助加速疫苗研发和新药筛查。

加速新冠肺炎药物研发,BAT 滴滴向科研机构免费开放 AI 算力

上述两个由腾讯提供算力支持的团队正承担新冠肺炎的药物筛选和病毒突变预测工作。

早前,国家科技部紧急启动了相关的应急研究项目,中山大学药学院罗海彬教授团队入选了“2019-nCoV的保护性抗体、疫苗研发和药物筛选与评价研究”的课题,负责遴选具有治疗作用的候选药物等工作。

为此,腾讯云迅速调度了一批 GPU 服务器节点,并为罗教授团队开通了高性能计算账号,免费提供所有计算资源,支持罗教授的团队进行抵抗新型冠状病毒的药物筛选和病毒突变预测。

同时,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院黄牛教授实验室, 正在推进基于新型冠状病毒靶标结构的化合物虚拟筛选的工作。

腾讯为此提供了大量标准的 CPU 算力以及对象储存能力,帮助黄牛教授实验室进行基于结构的药物分子设计的离线计算任务。针对新型冠状病毒的多个靶点,黄牛教授实验室通过腾讯云秒级交付的海量高性能计算、存储资源,快速计算筛选数亿级别的化合物数据库,结合实验验证,来寻找新型结构类型的先导化合物,为下一步新药研发工作提供依据。

总而言之,腾讯云较强的 CPU 以及 GPU 算力调度能力可以为基因测序、医疗工程提供稳定高效的算力支持,从而降低创新药物前期研发的成本与周期。

百度

加速新冠肺炎药物研发,BAT 滴滴向科研机构免费开放 AI 算力

紧随阿里和腾讯的脚步,百度研究院也在 2020 年 1 月 30 日宣布,将向各基因检测机构、防疫中心及全世界科学研究中心免费开放线性时间算法 LinearFold 以及世界上现有最快的 RNA 结构预测网站,以提升新型冠状病毒 RNA 空间结构预测速度,从而助力疫情防控。

具体来说,2019 年 7 月,百度首次提出 LinearFold 算法,该算法让整序列、整基因组的 RNA 结构预测成为可能,也是 RNA 结构预测领域的一次重大突破。

此次引起武汉肺炎的新型冠状病毒与 SARS 病毒、艾滋病毒、埃博拉病毒、流感病毒一样,都属于 RNA 病毒,其单链结构导致病毒更容易变异、不易开发疫苗。但如果医学专家们能够更加快速且深入地了解新冠肺炎基因组的性质,这将为针对性药物的设计研发提供重要信息。

传统上,RNA 二级结构预测需要三次方时间复杂度的算法。比如说,序列长度翻一倍就要付出 8 倍的计算时间,像 RNA 病毒基因组这样的超长序列(例如,艾滋病毒有约 1 万个碱基,埃博拉病毒有约 2 万个碱基)需要很长一段等待时间。而冠状病毒(包括非典病毒和这次的新型冠状病毒)的基因组又是所有 RNA 病毒里最长的,长达 3 万个碱基,最快的经典算法也需要 55 分钟。

不过,通过百度 LinearFold 算法,这一计算时间被压缩到了 27 秒,相当于提升了 120 倍。与此同时,百度还向全球科学家免费开放了其 RNA 结构预测网站。这些都将提升基因检测、疫苗研发等科研中心的工作效率,让病毒的研究及疫苗开发速度快速提高。 

值得一提的是,在此之前,百度还宣布成立总规模 3 亿元疫情及公共卫生安全攻坚专项基金,用于支持新型冠状病毒肺炎等新疾病的治愈药物筛选、研发等一系列抗击疫情工作。

滴滴云

加速新冠肺炎药物研发,BAT 滴滴向科研机构免费开放 AI 算力雷锋网(公众号:雷锋网)注:图片来自滴滴云

2020 年 2 月 1 日,滴滴也加入了 BAT 的行列——滴滴云宣布,在通力保障正常服务的基础上,成立应急战疫小组,并免费向国内科研机构、医疗及救助平台等开放用于抗击疫情相关工作的 GPU 云计算资源和技术支持,包括但不限于 GPU 云服务器、负载均衡 SLB、弹性公网 EIP 等以及相关的技术支持服务。

据雷锋网了解,疫情期间,国内任何针对本次新型冠状病毒研究、药物开发的公共科研机构,医院、学校、以及线上医疗平台、免费教育资源提供方、防疫资源救助等相关平台,都可联系滴滴云。

滴滴云表示,其将在第一时间全力配合,提供资源与技术支持,为打好疫情防控战役贡献力量。

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