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399隨著中國疾控中心成功分離出新型冠狀病毒，人們對該病毒的認(rèn)識越來越深，相關(guān)的疫苗和特效藥的研發(fā)也在緊鑼密鼓地進(jìn)行中。然而，這一過程需要大量的數(shù)據(jù)分析、文獻(xiàn)篩選和超算工作支撐。
為了進(jìn)一步加快新疫苗、新藥的研發(fā)和上市，國內(nèi)眾多科技公司紛紛向科研機構(gòu)免費開放自己的 AI 算力。
阿里云
2020 年 1 月 29 日晚間，阿里云宣布在疫情期間向全球公共科研機構(gòu)免費開放一切 AI 算力。
阿里云高性能計算團(tuán)隊負(fù)責(zé)人何萬青解釋道：
通常來說，一款藥物的研發(fā)需要經(jīng)過毒株分離、測序分析、找到病毒的靶點進(jìn)行識別和驗證、尋找對應(yīng)化合物、評估研究和動物實驗、制劑合成、臨床試驗以及上市等步驟。
總而言之，藥物研發(fā)的過程都需要投入大量的金錢、人力以及時間。據(jù)了解，在美國研發(fā)一種新的藥物，從這個研發(fā)項目啟動到其最終通過 FDA（Food and Drug Administration，美國食品藥物監(jiān)督管理局）的批準(zhǔn)，平均需要花費 10 -15 年時間，耗資超過 13 億美元。
研究人員對新型冠狀病毒進(jìn)行毒株分離
目前，本次新型冠狀病毒疫苗和特效藥的研發(fā)已經(jīng)完成了毒株分離以及基因測序，這一部分工作主要是在實驗室進(jìn)行研究工作；而接下來的研發(fā)，包括對病毒靶點進(jìn)行識別和驗證、尋找對應(yīng)化合物等，都需要云計算的幫助。
何萬青對媒體說道：
特別是尋找對應(yīng)化合物，一定要調(diào)用超大規(guī)模算力，因為可供制成藥物的化合物有 5000-15000 種。要先從龐雜的化合物中找到針對病毒合適的“進(jìn)攻方向”，再進(jìn)行合成和拼接，如果都要從實驗室里一一比對，那就太浪費時間了。
在阿里云這次開放 AI 算力之后，全球公共科研機構(gòu)無需“排隊”，隨時可以在彈性伸縮、數(shù)據(jù)交流和發(fā)布都更加便捷的協(xié)同環(huán)境中工作。
另外，在篩選醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)和分析歷史數(shù)據(jù)時，AI 算力也能派上用場。此前類似的 SARS 等疫情爆發(fā)后，醫(yī)學(xué)界留有大量的歷史藥物研發(fā)以及臨床數(shù)據(jù)，還有很多醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)散落全球各地，這些都可能成為這次新型冠狀病毒治療突破口。
騰訊
2020 年 1 月 30 日，騰訊官方宣布向北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院的黃牛教授實驗室、中山大學(xué)藥學(xué)院的羅海彬教授團(tuán)隊提供免費的運超算能力、運算集群支持以及基礎(chǔ)的云計算能力；同時成立應(yīng)急工作小組，幫助加速疫苗研發(fā)和新藥篩查。
上述兩個由騰訊提供算力支持的團(tuán)隊正承擔(dān)新冠肺炎的藥物篩選和病毒突變預(yù)測工作。
早前，國家科技部緊急啟動了相關(guān)的應(yīng)急研究項目，中山大學(xué)藥學(xué)院羅海彬教授團(tuán)隊入選了“2019-nCoV的保護(hù)性抗體、疫苗研發(fā)和藥物篩選與評價研究”的課題，負(fù)責(zé)遴選具有治療作用的候選藥物等工作。
為此，騰訊云迅速調(diào)度了一批 GPU 服務(wù)器節(jié)點，并為羅教授團(tuán)隊開通了高性能計算賬號，免費提供所有計算資源，支持羅教授的團(tuán)隊進(jìn)行抵抗新型冠狀病毒的藥物篩選和病毒突變預(yù)測。
同時，北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院黃牛教授實驗室， 正在推進(jìn)基于新型冠狀病毒靶標(biāo)結(jié)構(gòu)的化合物虛擬篩選的工作。
騰訊為此提供了大量標(biāo)準(zhǔn)的 CPU 算力以及對象儲存能力，幫助黃牛教授實驗室進(jìn)行基于結(jié)構(gòu)的藥物分子設(shè)計的離線計算任務(wù)。針對新型冠狀病毒的多個靶點，黃牛教授實驗室通過騰訊云秒級交付的海量高性能計算、存儲資源，快速計算篩選數(shù)億級別的化合物數(shù)據(jù)庫，結(jié)合實驗驗證，來尋找新型結(jié)構(gòu)類型的先導(dǎo)化合物，為下一步新藥研發(fā)工作提供依據(jù)。
總而言之，騰訊云較強的 CPU 以及 GPU 算力調(diào)度能力可以為基因測序、醫(yī)療工程提供穩(wěn)定高效的算力支持，從而降低創(chuàng)新藥物前期研發(fā)的成本與周期。
百度
緊隨阿里和騰訊的腳步，百度研究院也在 2020 年 1 月 30 日宣布，將向各基因檢測機構(gòu)、防疫中心及全世界科學(xué)研究中心免費開放線性時間算法 LinearFold 以及世界上現(xiàn)有最快的 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測網(wǎng)站，以提升新型冠狀病毒 RNA 空間結(jié)構(gòu)預(yù)測速度，從而助力疫情防控。
具體來說，2019 年 7 月，百度首次提出 LinearFold 算法，該算法讓整序列、整基因組的 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測成為可能，也是 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測領(lǐng)域的一次重大突破。
此次引起武漢肺炎的新型冠狀病毒與 SARS 病毒、艾滋病毒、埃博拉病毒、流感病毒一樣，都屬于 RNA 病毒，其單鏈結(jié)構(gòu)導(dǎo)致病毒更容易變異、不易開發(fā)疫苗。但如果醫(yī)學(xué)專家們能夠更加快速且深入地了解新冠肺炎基因組的性質(zhì)，這將為針對性藥物的設(shè)計研發(fā)提供重要信息。
傳統(tǒng)上，RNA 二級結(jié)構(gòu)預(yù)測需要三次方時間復(fù)雜度的算法。比如說，序列長度翻一倍就要付出 8 倍的計算時間，像 RNA 病毒基因組這樣的超長序列（例如，艾滋病毒有約 1 萬個堿基，埃博拉病毒有約 2 萬個堿基）需要很長一段等待時間。而冠狀病毒（包括非典病毒和這次的新型冠狀病毒）的基因組又是所有 RNA 病毒里最長的，長達(dá) 3 萬個堿基，最快的經(jīng)典算法也需要 55 分鐘。
不過，通過百度 LinearFold 算法，這一計算時間被壓縮到了 27 秒，相當(dāng)于提升了 120 倍。與此同時，百度還向全球科學(xué)家免費開放了其 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測網(wǎng)站。這些都將提升基因檢測、疫苗研發(fā)等科研中心的工作效率，讓病毒的研究及疫苗開發(fā)速度快速提高。
值得一提的是，在此之前，百度還宣布成立總規(guī)模 3 億元疫情及公共衛(wèi)生安全攻堅專項基金，用于支持新型冠狀病毒肺炎等新疾病的治愈藥物篩選、研發(fā)等一系列抗擊疫情工作。
滴滴云
注：圖片來自滴滴云
2020 年 2 月 1 日，滴滴也加入了 BAT 的行列——滴滴云宣布，在通力保障正常服務(wù)的基礎(chǔ)上，成立應(yīng)急戰(zhàn)疫小組，并免費向國內(nèi)科研機構(gòu)、醫(yī)療及救助平臺等開放用于抗擊疫情相關(guān)工作的 GPU 云計算資源和技術(shù)支持，包括但不限于 GPU 云服務(wù)器、負(fù)載均衡 SLB、彈性公網(wǎng) EIP 等以及相關(guān)的技術(shù)支持服務(wù)。
