超算加速推進(jìn)病毒治療進(jìn)程 可幫助研究人員部署預(yù)測(cè)模型

在生死時(shí)速的抗疫競(jìng)賽中，速度越快越好。

在這場(chǎng)抗疫競(jìng)賽的背后，超級(jí)計(jì)算機(jī)成為了加速器。

據(jù) VentureBeat報(bào)道，IBM加入了由美國(guó)政府主導(dǎo)成立的COVID-19高性能計(jì)算聯(lián)盟，幫助研究人員部署預(yù)測(cè)模型，分析新冠疫情的發(fā)展過(guò)程，加速推進(jìn)病毒治療進(jìn)程。

面對(duì)病毒（包括 COVID-19病毒）這類新生化合物，研究人員會(huì)在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)微生物并觀察其對(duì)引入的新生化合物的反應(yīng)，逐漸縮小潛在變量的范圍。

不過(guò)，單獨(dú)的變量可能包含著數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)十億個(gè)數(shù)據(jù)需要模擬，僅依賴研究人員的觀察，將是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

目前，全球正處于抗擊疫情的非常時(shí)期。數(shù)據(jù)顯示，全球新冠病例確診已超33萬(wàn)人（截至發(fā)稿），且海外多個(gè)國(guó)家正處疫情暴發(fā)期，確診數(shù)量還在不斷攀升。

在這場(chǎng)抗疫競(jìng)賽中，時(shí)間是獲勝的重要因素。對(duì)病毒的了解多一點(diǎn)，對(duì)疫苗的研究更近一步，新冠病毒的威脅就少一分。

IBM研究總監(jiān)Dario Gil在博客中表示，在流行病學(xué)、生物信息學(xué)和分子建模的實(shí)驗(yàn)中需要大量計(jì)算，如果手動(dòng)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)需要數(shù)年才能完成。

如果在速度較慢的傳統(tǒng)計(jì)算平臺(tái)上操作也需要數(shù)月的時(shí)間，而超級(jí)計(jì)算機(jī)高性能的計(jì)算系統(tǒng)能夠快速解決這一計(jì)算問(wèn)題。

據(jù)悉，IBM此次參與COVID-19研究的是Summit超級(jí)計(jì)算機(jī)，是目前世界上最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)。它由4608臺(tái)計(jì)算服務(wù)器組成，每個(gè)服務(wù)器包含2個(gè)22核心IBM Power9處理器，6個(gè)NVIDIA Volta V100 GPU。另外，Summit還擁有超過(guò)10PB的存儲(chǔ)器，其計(jì)算能力最高可達(dá)200PFlops。

在加入COVID-19高性能計(jì)算聯(lián)盟之前，Summit在新冠疫情研究中就已取得了突破。美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Oak Ridge National Laboratory）研究人員表示其團(tuán)隊(duì)借助Summit尋找到可以對(duì)抗COVID-19的最有效的現(xiàn)有藥物。

經(jīng)查詢，其研究成果已發(fā)表至《ChemRxiv》雜志，論文題為“Repurposing Therapeutics for COVID-19： Supercomputer-Based Docking to the SARS-CoV-2 Viral Spike Protein and Viral Spike Protein-Human ACE2 Interface”。

在此項(xiàng)研究中，研究人員從8000多種化合物入手，借助Summit的算法尋找可以與蛋白質(zhì)結(jié)合并阻止病毒發(fā)揮作用的藥物。

初步結(jié)果顯示，目前Summit已篩選出77種化合物能夠與Spike蛋白結(jié)合，阻止病毒表面的份子與人類細(xì)胞上的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（angiotensin-convertingenzyme 2，ACE2）受體相連。

值得說(shuō)明的是，盡管Summit計(jì)算能夠在病毒研究方面發(fā)揮作用，但并不能夠自行設(shè)計(jì)出一種治療方法，其臨床分析過(guò)程并不理想，還需醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)已篩選出的化合物進(jìn)行評(píng)估、測(cè)試才能用于臨床試驗(yàn)。

另外，Summit輔助研究的方法僅是幫助緩解COVID-19的癥狀并提高存活率，而非疫苗研制。

不過(guò)，在COVID-19高性能計(jì)算聯(lián)盟中，除了IBM，還包括了Google、微軟、美國(guó)能源部、倫斯勒理工學(xué)院等其他公司以及學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)；而這些機(jī)構(gòu)的計(jì)算能力同樣在病毒研究中發(fā)揮著作用。

亞馬遜AWS部門啟動(dòng)一項(xiàng)計(jì)劃，為研究機(jī)構(gòu)和公司提供技術(shù)支持，推進(jìn)COVID-19在診斷、治療、疫苗等方面的研究。同樣，微軟也表示將通過(guò)擴(kuò)展對(duì)Azure和高性能計(jì)算能力的訪問(wèn)，與科學(xué)家合作，為抗擊 COVID-19 的研究人員提供所需工具。

倫斯勒理工學(xué)院將其人工智能多處理優(yōu)化系統(tǒng)計(jì)算機(jī)（AiMOS）部署在倫斯勒計(jì)算創(chuàng)新中心，該學(xué)院表示正與研究機(jī)構(gòu)接觸，支持與COVID-19有關(guān)的研究。

越來(lái)越多的力量加入了抗疫競(jìng)速之中，面對(duì)新冠病毒這一全人類的共同敵人，多方合力，抗疫成效終會(huì)呈現(xiàn)“1+1》2”。

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