IBM 超級電腦篩選出 77 種抗病毒化合物,成抗疫新力量

1

點閱: 0

轉載從: Tech News 科技新報

IBM 超級電腦篩選出 77 種抗病毒化合物,成抗疫新力量

在生死時速的抗疫競賽中,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。

據 Venture beat 報導,IBM 加入了由美國政府主導成立的 COVID-19 高性能計算聯盟(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,全球正處於抗擊疫情的非常時期。數據顯示,全球新冠病例確診已超過 33 萬人(截至發稿),且多個國家正處疫情暴發期,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。對病毒的了解多一點,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計算,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計算平台上操作也需要數月的時間,而超級電腦高性能的計算系統能夠快速解決這個計算問題。

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 4,608 台計算伺服器組成,每個伺服器包含 2 個 22 核心 Power9 處理器、6 個 Nvidia Volta V100 GPU。另外,Summit 還擁有超過 10PB 的儲存容量,其計算能力最高可達 200PFlops。

在加入 COVID-19 高性能計算聯盟之前,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,其團隊藉助 Summit 找到可以對抗 COVID-19 的最有效現有藥物。

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 8,000 多種化合物入手,藉助 Summit 的演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緊張素轉換酶 2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)受體相連。

值得說明的是,儘管 Summit 計算能夠在病毒研究方面發揮作用,但不能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 高性能計算聯盟中,除了 IBM,還包括了 Google、微軟、美國能源部、倫斯勒理工學院等其他公司以及學術機構;而這些機構的計算能力同樣在病毒研究中發揮作用。

亞馬遜 AWS 部門啟動一項計畫,為研究機構和公司提供技術支援,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 和高性能計算能力的訪問,與科學家合作,為抗擊 COVID-19 的研究人員提供所需工具。

倫斯勒理工學院將其人工智能多處理優化系統電腦(AiMOS)部署在倫斯勒計算創新中心,該學院表示正與研究機構接觸,支援與 COVID-19 有關的研究。

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

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:ORNL

延伸閱讀: