AI診斷技術顯身手,疑似病例基因分析只需半小時,將在浙江大規模應用

AI能在此次疫情中做什麼?阿里巴巴達摩院的答案是:AI能大幅縮短確診時間,並能精準檢測出病毒的變異情況。

日前,由浙江省疾控中心、阿里巴巴達摩院醫療AI團隊和傑毅生物共同研發的全基因組檢測分析平臺正式上線。該平臺採用不同於現有核酸檢測方法的全基因組檢測技術,對疑似病例的病毒樣本進行全基因組序列分析比對,能夠有效防止病毒變異產生的漏檢,並將原需數小時的全基因分析流程減少到半小時,大幅提高疑似病例的確診速度和準確率。

據悉,上述針對新型冠狀病毒的AI診斷技術將在浙江大規模應用。阿里巴巴達摩院算法專家顧斐向《國際金融報》記者表示,除浙江外,阿里巴巴還會努力推動這套系統在全國推廣。

AI診斷技術顯身手,疑似病例基因分析只需半小時,將在浙江大規模應用

檢測更準、更快

1月24日,浙江省疾控中心新型冠狀病毒檢測團隊率先從確診患者的痰液中成功分離到了新型冠狀病毒毒株,這也是全國省級疾控中心裡首個成功分離出毒株的實驗室。

在得到分離出毒株的消息後,顧斐立即奔赴浙江省疾控中心,第一時間針對新型冠狀病毒基因進行特徵分析,他的任務是針對新型冠狀病毒基因特徵,推出多個算法模型,以最快的速度搭建全基因組檢測分析平臺。

事實上,顧斐所在的阿里巴巴達摩院也並未辜負期待,聯合傑毅生物僅用了一週多的時間便迅速開發出了全基因組檢測分析平臺。在目前全國新冠肺炎疫情依然嚴峻的時期,快速、精確診斷對於疫情控制有著重要的意義。

顧斐向記者表示,與核酸檢測方法相比,全基因組檢測方法存在諸多優勢,例如可以避免假陰性的情況,也可以檢測到變異病毒。

公開信息顯示,新型冠狀病毒是基因組序列最長的病毒之一,全基因組序列全長29847bp,臨床診斷需要將患者樣本與該病毒基因序列進行比對才能確定診斷結果。

目前,醫院普遍採用核酸檢測方法,其只能檢測到病毒基因的局部。由於病毒存在變異的可能性,對於整個基因序列來說,這種檢測方法猶如盲人摸象,一旦病毒發生變異,就可能出現漏檢的情況。

不過,全基因組檢測方法也有一個缺點。顧斐指出,因為全基因檢測涵蓋建庫、測序和分析三個環節,所以其檢測的整體時間比核酸檢測要長。

“本次推出的全基因組檢測之所以能最大程度降低整體檢測時間,是因為新平臺無論在硬件還是軟件方面都進行了提升,硬件方面主要是應用了更先進的儀器設備,軟件方面主要是算法增加了分佈式設計。”顧斐向記者解釋道。

據瞭解,更先進的儀器設備由傑毅生物負責,其開發了全自動高通量測序建庫儀,可以將患者樣本核酸提取、建庫和純化步驟在2小時內無人值守完成。算法提升則是由阿里巴巴達摩院負責,每次測序過程會產生海量數據,基於一系列優化的算法,達摩院將基因分析的時間縮短至半小時/20GB數據量,有效加快樣本病例的檢測速度。

將在全國推廣

據顧斐介紹,全基因組檢測分析平臺正式上線的第二天,就有6個確診病例樣本正在通過該平臺進行基因組序列的測定與分析,這些樣本中檢測到的新型冠狀病毒與最早在武漢確診病人身上發現的病毒基因組序列高度同源。

“目前來說,(證實該平臺)可以有效提升疑似病例確診效率,及時阻斷病毒的傳播。”阿里巴巴方面表示。

在此基礎上,阿里巴巴達摩院也在積極推動該平臺在全國其他地區落地。顧斐表示,“過去兩週,我們也在和其它地區疾控中心保持積極溝通。與此同時,我們也在不斷優化平臺,例如為一線工作人員提供更便捷的操作界面。我們會等整個平臺進一步完善後,再進一步推動其它地區的落地,幫助更多的一線人員提升檢測效率。”

毒株已成功分離,檢測平臺也已上線,接下來重中之重,便是疫苗研製和藥物篩選,而這需要進行大量的數據分析、大規模的文獻篩選和科學超算工作。

阿里巴巴方面表示,未來,全基因組檢測分析平臺還可以為後續疫苗與藥物研發提供支持。

浙江省疾控中心基因測序負責人孫逸也表示,“該平臺可以為病毒的解析提供支撐,基於該平臺,未來還可以在短時間內將檢測範圍覆蓋整個確診病例,也為後續疫苗與藥物研發打下了堅實基礎。”

記者 肖逸思


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