02.01 面对新型冠状病毒的这一仗,为什么阿里云免费开放的算力很重要?

天下网商记者 张超

自从阿里云宣布向全球公共科研机构免费开放一切AI算力后,何万青博士就进入了连轴转状态,经常工作到凌晨。作为阿里云高性能计算团队负责人,他要对接大量科研机构、高校院所以及化学、生物医学专家的需求。

这些机构和专家,在这个特殊的阶段,都是想快捷利用阿里云的超大规模算力,来缩短药物研发周期,以尽早让相关的疫苗、特效药上市,控制住新型冠状病毒感染肺炎疫情。

面对新型冠状病毒的这一仗,为什么阿里云免费开放的算力很重要?

新型冠状病毒的图片

基于阿里云的药物研发和大数据平台已经上线

在免费开放算力之前,阿里云的超大规模算力早就服务于多家生物医药机构和专家,一个典型代表就是全球健康药物研发中心GHDDI。

GHDDI是由盖茨基金会、清华大学和北京市政府三方联合成立的公共卫生与药物创新机构。主要为建设新药研发和转化的创新平台,加强医药研究和开发。

面对新型冠状病毒的这一仗,为什么阿里云免费开放的算力很重要?

比尔·盖茨(左二)参加GHDDI启动仪式

2017年,GHDDI成立的第二年,阿里云就开始为GHDDI的各类新药研发、化合物筛选等提供算力支持。

在新型冠状病毒感染肺炎疫情发生后,GHDDI也在1月27日上线了“一站式科研数据与信息共享平台”,这是一个基于阿里云的药物研发和大数据平台,主要功能有四个:

针对SARS/MERS等冠状病毒的历史药物研发进行数据挖掘与集成;

开放相关临床前和临床数据资源;

计算靶点和药物分子性质;

跟进新型冠状病毒最新科研动态,实时向科学界和公众公布,为新型冠状病毒科学研究提供重要数据支撑。

面对新型冠状病毒的这一仗,为什么阿里云免费开放的算力很重要?

GHDDI上线的一站式科研数据与信息共享平台

药物研发为什么要用到超大规模算力

很多人会有疑问,药物研发属于生物医学领域,超大规模算力属于计算机科学领域,为什么药物研发要用到超大规模算力?而且GHDDI宣布上线研发平台以及阿里云宣布免费提供相关算力后,为什么众多机构和专家趋之若鹜?

何万青博士说,这跟药物研发的流程不无关系。

通常一款药物的研发,始于病毒的“毒株分离”,然后进行测序分析;找到病毒的靶点进行识别和验证;寻找对应化合物;合成先导化合物;评估研究和动物实验;制剂合成;临床试验以及上市等步骤。

面对新型冠状病毒的这一仗,为什么阿里云免费开放的算力很重要?

全球健康药物研发中心GHDDI

说起来很简单,实际上新药研发却是个费钱费力更费时间的过程,数据显示,在美国研发一种新药,从项目启动到被FDA(美国食品药品监督管理局)批准上市,平均需要花费10-15年的时间,耗资超过13亿美元。

目前,针对新型冠状病毒疫苗和新药的研究,已经完成了“毒株分离”的“湿实验”,“基因测序”工作也已经结束,接下来就要了“干实验”阶段。“干实验”阶段,涵盖对病毒靶点进行识别和验证、寻找对应化合物等过程。

面对新型冠状病毒的这一仗,为什么阿里云免费开放的算力很重要?

研究人员对新型冠状病毒进行“毒株分离”

可以这么理解,生物医药领域的“湿实验”,主要是在实验室里的研究工作,“干实验”就要靠超大规模算力帮忙。

何万青博士解释,“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。”

然而云计算可以解决这些耗时的环节。

例如与阿里云合作的全球健康药物研发中心GHDDI,具备了上千种化合物的数据库,这些化合物的性质、药效也都已经掌握,通过计算机模拟,可以加快找到遏制新型冠状病毒对应化合物的速度。

面对新型冠状病毒的这一仗,为什么阿里云免费开放的算力很重要?

GHDDI针对此次新型冠状病毒蛋白质序列实现部分靶点的同源建模工作

特别重要的是,面对人类共同的敌人-病毒,公共科研机构更需要无需排队,随时可以得到弹性伸缩、数据交流和发布更加方便的协同环境。

“在全国人民为配合切断病毒传染途经而自我隔离的情况下,阿里云弹性高性能计算EHPC平台和超级计算集群SCC恰好解决这个燃眉之急。这也印证了阿里的一句土话‘此时此刻,非我莫属’。”何博士说。

面对新型冠状病毒的这一仗,为什么阿里云免费开放的算力很重要?

阿里云神龙超级计算集群SCC上做的分子动力学分析结果

但是,就算通过云计算找到了对应化合物,按照流程还要进行“先导化合物合成”、“动物实验”、“临床实验”等一大堆繁琐的步骤,药物和疫苗研发的速度,极有可能赶不上疫情发展的周期。

换句话说,就是没等新药研发出来,疫情就已经结束了。

“老药新用”也许能派上用场

好在针对新型冠状病毒新药和疫苗的研发,还有一条路可以选,“老药新用”。

“老药新用”指的不仅仅是药物,还可以是相关的治疗经验。

此前类似的SARS/MERS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。

调用筛选医学文献,分析历史数据时,超大规模算力也会派上大用场。

比如GHDDI在上线研发平台就表示,目前研发平台已经涵盖既往冠状病毒相关研究中涉及的900多个小分子在不同阶段的相关实验信息,“希望科研界能参与提炼有用信息并得到帮助或启示”。

何博士感慨,“有了超大规模算力的帮助,在‘军情紧急’的情况下,也不用完全从‘0’开始了。”

面对新型冠状病毒的这一仗,为什么阿里云免费开放的算力很重要?

何万青博士

而GHDDI上线研发平台后,也致谢阿里云团队协助部署后端并提供计算资源。

何万青博士团队中还有很多技术专家,比如孙相征和余洋等人,目前的工作就是对接GHDDI以及各类科研机构、专家们的需求。

这些计算机科学领域的大牛说,他们并不是医学专业出身,能做的只是为研究人员提供算力保障、优化技术支持和应用答疑等“后勤工作”,让科学家能够专注于学科本身的科研突破,而无需耗费太多精力去学习“交叉学科”的计算技术,但是他们看到了越来越多的生物医学专家加入了进来,感受到了“很强的使命感”,大家都在用自己的绵薄之力,加速对新型冠状病毒的研究以及相关药物、疫苗的研发。


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