「大數據戰“疫”」大數據助力新型肺炎疫苗、藥物篩選等的研發

此時此刻,中國疾控中心、全球健康藥物研發中心(GHDDI)等機構,正在中國超算中心、BAT等企業免費算力支持下,基於2019新型冠狀病毒資源庫等數據資源,爭分奪秒地推進新型肺炎疫苗、藥物篩選等研發。大數據科研已表明:新型冠狀病毒“確屬可防可控的傳染病!”

戰勝新型冠狀病毒感染肺炎,離不開科技支撐。大數據時代,“數據密集型科學發現”早已興起,成為科學研究第四範式。早在2018年3月17日,國務院印發《科學數據管理辦法》,進一步加強和規範科學數據管理,更好地支撐國家科技創新、經濟社會發展和國家安全。現如今,大數據科研已進入疫情防控阻擊戰第一線,助力新型肺炎疫苗、藥物篩選等的研發。

中共中央政治局常務委員會會議2月3日強調,“推動相關數據和病例資料的開放共享,加快病毒溯源、傳播力、傳播機理等研究,及時完善防控策略和措施。要加強有效藥品和疫苗研發,注重科研攻關與臨床、防控實踐相結合。”自新型肺炎疫情爆發以來,與疫情相關的國內外高校、科研院所、企業等機構紛紛行動,共推新型肺炎科學研究,尤其採用大數據科研範式。

國家基因組科學數據中心發佈2019新型冠狀病毒資源庫

其中,國家基因組科學數據中心1月22日正式發佈2019新型冠狀病毒資源庫。該庫整合了世界衛生組織(WHO)、中國疾病預防控制中心(CDC)、美國國家生物技術信息中心(NCBI)、全球流感序列數據庫(GISAID)等機構公開發布的冠狀病毒基因組序列數據、元信息、學術文獻、新聞動態、科普文章。

同時,2019新型冠狀病毒資源庫基於不同參考基因組序列,開展2019-nCoV病毒株基因組變異分析,並對結果進行了統計與可視化展示,可為追溯病毒來源、追蹤病毒株變異路徑、防控新型冠狀病毒引發的疫情、治療病毒性肺炎提供重要的數據基礎與決策支持。可以說,該庫是國際科學數據開放共享的合作典範,夯實了2019新型冠狀病毒大數據科研的基礎。

經數據分析,2019新型冠狀病毒(2019-nCoV)與2003年爆發的SARS病毒基因組序列相似度為80%,與2017年2月從國內的蝙蝠中採集到的Bat SARS-like coronavirus isolate bat-SL-CoVZC45基因組序列相似性最高,相似度為88%。

多箇中國超算中心協助,多家企業免費開放算力

如今,新藥和疫苗研發需要進行大量的數據分析、大規模文獻篩選和科學超算工作,尤其利用超算進行靶點探尋、新藥篩選、先導物及試驗優化、藥理毒理等研究工作。中國疾控中心現已獲得多箇中國超算中心協助,成功分離病毒,爭分奪秒地進行疫苗研發和藥物篩選。另外,中山大學藥學院羅海彬教授1月24日提出“需要大量計算資源進行抵抗新型冠狀病毒的藥物篩選和病毒突變預測”,深圳超算中心迅速協調了大量計算資源。

BAT等企業也相繼宣佈免費開放算力,支持病毒基因測序、新藥研發、蛋白篩選等工作,幫助科研機構縮短研發週期。阿里雲1月29日宣佈:疫情期間,面向全球公共科研機構免費開放一切AI算力,與合作機構向全球科學共同體免費開放相關藥物研發資源。阿里雲此前曾與基因公司僅用15分鐘完成高精度的個人全基因組測序,聯合打破世界紀錄。類似流程,科學界之前普遍需要120個小時。

與此同時,阿里雲正與全球健康藥物研發中心(GHDDI)合作開發人工智能藥物研發和大數據平臺,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,並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。

此外,百度創始人、董事長兼CEO李彥宏2月3日在致全體員工的內部信中介紹,“我們的AI算法使新冠病毒RNA分析時間從55分鐘縮短到27秒”,“公司成立了3億元的專項基金,要結合我們的人工智能、大數據能力,支持抗擊疫情的新藥篩選和研發,還要從根本上去解決社會公共衛生安全意識缺失的問題。”

大數據科研表明:新型冠狀病毒“確屬可防可控的傳染病!”

電子科技大學大數據研究中心主任周濤教授近日在微信公眾號“DataCastle數據城堡”上連續發佈研究結果,為打贏新型冠狀病毒感染肺炎疫情防控阻擊戰“疫”建言獻策,提供科學決策依據。他表示,“新型冠狀病毒肺炎的基本再生數與SARS接近,具有中等傳染能力,確屬可防可控的傳染病!”該系列研究得到四川大學牽頭的四川省新型冠狀病毒肺炎應急攻關研究項目的支持。

四川省已在1月22日召開緊急工作會議,研究部署新型冠狀病毒防控工作,重點研究利用“大數據+人工智能+臨床流行病學+循證醫學”等手段研究新型冠狀病毒的傳播路徑、危險期、致死性以及發病趨勢,為疫情防控提供科學指導。

隨後,由四川大學牽頭,電子科技大學、國防科技大學共同組建新型冠狀病毒大數據交叉學科研究平臺,利用現有數據存儲平臺、運算平臺,結合歷史上國內外所有重大流行病和重大災害的數據和規律,判斷未來新型冠狀病毒的趨勢,並在此過程中逐步積累研究基礎、培育一流的研究團隊,為新型流行病研究和防控貢獻科學力量。

在上述項目和平臺的支持下,電子科技大學大數據研究中心學者利用《柳葉刀》和《新英格蘭醫學雜誌》發表的流行病調查學結果並參考SARS的一些傳播機制,認為新型冠狀病毒“基本再生數”(Basic Reproduction Number,即在沒有任何干預措施下一個感染者平均能傳染多少人)估計值在2.2到3.0之前,不高於SARS,從而否定了“完全不可控制”的悲觀結論。因此,我們要對這次戰“疫”充滿信心,不必過度恐慌和悲觀,但是需要有效應對。


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