IBM超級電腦篩選出77種抗病毒化合物,成抗疫新力量
肖漫 / 何渝婷編譯
2020-03-24 12:20

(示意圖/取自pixabay)

在分秒必爭的抗疫競賽中,速度越快越好。

在這場抗疫競賽的背後,超級電腦成為了加速器。

Venture beat報導,IBM加入了由美國政府主導成立的COVID-19高性能運算聯盟(High Performance Computing,HPC),幫助研究人員部署預測模型,分析新冠疫情的發展過程,加速推進病毒治療進程。

面對病毒(包括COVID-19病毒)這類新生化合物,研究人員會在實驗室中,培養微生物並觀察其對引入的新生化合物的反應,逐漸縮小潛在變量的範圍。

不過,單獨的變量可能包含著數百萬甚至數十億個數據需要模擬,僅依賴研究人員的觀察,將是個巨大的挑戰。

目前,全球正處於對抗疫情的非常時期。數據顯示,全球新冠病例確診已超過33萬人,且全球有許多個國家都處於疫情暴發期,確診數量還在不斷攀升。

在這場抗疫競賽中,時間是獲勝的重要因素。對病毒的瞭解多一點,對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Dario Gil在部落格中表示,在流行病學、生物資訊學和分子建模的實驗中需要大量運算,如果手動進行,實驗需要數年才能完成;如果在速度較慢的傳統運算平台上操作,也需要數個月的時間,而超級電腦高性能的運算系統,能夠快速解決這一問題。

據悉,IBM此次參與COVID-19研究的是Summit超級電腦,是目前世界上最強大的超級電腦。它由4608台運算伺服器組成,每個伺服器包含2個22核Power9處理器,6個Nvidia Volta V100 GPU。另外,Summit還擁有超過10PB的儲存器,其運算能力最高可達200PFlops。

在加入COVID-19高性能運算聯盟之前,Summit在新冠疫情研究中就已取得了突破。美國橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)研究人員表示,其團隊借助Summit,尋找到可以對抗COVID-19最有效的現有藥物。

經查詢,其研究成果已發表至《ChemRxiv》 雜誌,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,尋找可以與蛋白質結合並阻止病毒發揮作用的藥物。

初步結果顯示,目前Summit已篩選出77種化合物,能夠與Spike蛋白結合,阻止病毒表面的分子與人類細胞上的血管收縮素轉化酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2) 受體相連。

值得說明的是,儘管Summit運算能夠在病毒研究方面發揮作用,但並不能夠自行設計出一種治療方法,其臨床分析過程並不理想,還需醫療機構對已篩選出的化合物,進行評估、測試才能用於臨床試驗。

另外,Summit輔助研究的方法,僅是幫助緩解COVID-19的症狀並提高存活率,而非疫苗研製。不過,在COVID-19高性能運算聯盟中,除了IBM,還包括了Google、微軟、美國能源部、壬色列理工學院等其他公司及學術機構;而這些機構的運算能力,同樣在病毒研究中發揮著作用。

亞馬遜AWS部門啓動一項計劃,為研究機構和公司提供技術支持,推進COVID-19在診斷、治療、疫苗等方面的研究。同樣,微軟也表示,將透過擴展對Azure和高性能運算能力的訪問,與科學家合作,為對抗COVID-19的研究人員,提供所需工具。

壬色列理工學院,將其人工智慧多處理優化系統電腦(AiMOS)部署在壬色列運算創新中心,該學院表示正與研究機構接觸,支持與COVID-19有關的研究。

越來越多的力量加入了抗疫競速之中,面對新冠病毒這一全人類的共同敵人,多方合力,抗疫成效終會呈現「1+1>2」。

本文為雷鋒網授權刊登,原文標題為「IBM 超級計算機篩選出 77 種抗病毒化合物,成抗疫新力量