超算加速推進病毒治療進程 可幫助研究人員部署預(yù)測模型

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后，超級計算機成為了加速器。

據(jù) VentureBeat報道，IBM加入了由美國政府主導(dǎo)成立的COVID-19高性能計算聯(lián)盟，幫助研究人員部署預(yù)測模型，分析新冠疫情的發(fā)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(yǎng)微生物并觀察其對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，單獨的變量可能包含著數(shù)百萬甚至數(shù)十億個數(shù)據(jù)需要模擬，僅依賴研究人員的觀察，將是個巨大的挑戰(zhàn)。

目前，全球正處于抗擊疫情的非常時期。數(shù)據(jù)顯示，全球新冠病例確診已超33萬人（截至發(fā)稿），且海外多個國家正處疫情暴發(fā)期，確診數(shù)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(jiān)Dario Gil在博客中表示，在流行病學(xué)、生物信息學(xué)和分子建模的實驗中需要大量計算，如果手動進行，實驗需要數(shù)年才能完成。

如果在速度較慢的傳統(tǒng)計算平臺上操作也需要數(shù)月的時間，而超級計算機高性能的計算系統(tǒng)能夠快速解決這一計算問題。

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

在加入COVID-19高性能計算聯(lián)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。

值得說明的是，盡管Summit計算能夠在病毒研究方面發(fā)揮作用，但并不能夠自行設(shè)計出一種治療方法，其臨床分析過程并不理想，還需醫(yī)療機構(gòu)對已篩選出的化合物進行評估、測試才能用于臨床試驗。

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

亞馬遜AWS部門啟動一項計劃，為研究機構(gòu)和公司提供技術(shù)支持，推進COVID-19在診斷、治療、疫苗等方面的研究。同樣，微軟也表示將通過擴展對Azure和高性能計算能力的訪問，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)計算機（AiMOS）部署在倫斯勒計算創(chuàng)新中心，該學(xué)院表示正與研究機構(gòu)接觸，支持與COVID-19有關(guān)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(xiàn)“1+1》2”。

責(zé)任編輯：wv