隨我所想 生命科學遇上 “計算”

責任編輯:jcao

作者:曹建菊

2017-06-23 10:02:41

來源:企業(yè)網(wǎng)D1Net

原創(chuàng)

生命科學,正在以人類從未有過的速度在發(fā)展。而這其中,科學信息技術(shù)可謂助力巨大。是否會有那么一天,癌癥、糖尿病等人類目前的頑癥是否可以通過基因檢測及后期的治療得以攻克?在主題為 “融合創(chuàng)新方案,芯領精準醫(yī)療” 的第三屆英特爾生命科學信息技術(shù)論壇上,答案幾乎是肯定的。

生命科學,正在以人類從未有過的速度在發(fā)展。而這其中,科學信息技術(shù)可謂助力巨大。是否會有那么一天,癌癥、糖尿病等人類目前的頑癥是否可以通過基因檢測及后期的治療得以攻克?在主題為 “融合創(chuàng)新方案,芯領精準醫(yī)療” 的第三屆英特爾生命科學信息技術(shù)論壇上,答案幾乎是肯定的。

癌癥的基本特征是基因組的不穩(wěn)定性,在長期形成過程中,細胞持續(xù)性累積可遺傳變異,獲得生長優(yōu)勢,從而在與正常細胞群體的競爭中獲得優(yōu)勢,一步步發(fā)展為腫瘤。因此,癌癥研究和診療的關鍵就是鑒定這些驅(qū)動突變,找到腫瘤發(fā)生發(fā)展的分子機制,并根據(jù)測試結(jié)果找到合理的治療方法從而對患者實施有效的治療。這種分子機制在生命科學發(fā)展上被稱為基因測序技術(shù)。很多人不知道的是,測序技術(shù)的基礎在計算。

當然,除了測試技術(shù)用到計算,在生命科學領域,精準醫(yī)療是未來的發(fā)展趨勢,信息技術(shù)更是無處不在。

精準醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的“原力是”數(shù)據(jù),準確、海量的數(shù)據(jù)是精準醫(yī)療的重要實現(xiàn)條件,如何更有效地匯集、存儲、管理和分析數(shù)據(jù)是精準醫(yī)療面臨的關鍵挑戰(zhàn)。以數(shù)據(jù)分析、云計算為主導的IT技術(shù)正與生物技術(shù)有機融合,從而實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的提取和分析等,推動精準醫(yī)療的創(chuàng)新和落地。

上圖為:英特爾公司全球副總裁兼中國區(qū)總裁楊旭

“精準醫(yī)療是數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學,是生命科學、醫(yī)學技術(shù)和計算技術(shù)融合的前沿領域。”英特爾公司全球副總裁兼中國區(qū)總裁楊旭表示:“對海量數(shù)據(jù)和各種形態(tài)數(shù)據(jù)的處理和分析是精準醫(yī)療的重點。英特爾是一家數(shù)據(jù)公司,不斷拓展計算的邊界,提供大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能以及網(wǎng)絡存儲等尖端技術(shù),促進精準醫(yī)療的大力發(fā)展。”

在中國,精準醫(yī)療已經(jīng)成為國家層面推動和市場力量主導的一個新興行業(yè)。中國正立于精準醫(yī)療的潮頭,具備得天獨厚的發(fā)展土壤。在數(shù)據(jù)的推動下,企業(yè)、醫(yī)生、醫(yī)院、基金組織和政府部門將緊密合作。在第三屆英特爾生命科學信息技術(shù)論壇上發(fā)布了一系列創(chuàng)新成果。

· 博德研究所、英特爾、華大基因、阿里云和浪潮,聯(lián)合宣布推出BIGstack解決方案和GATK中國社區(qū)。博德研究所開放了GATK4的源代碼,并與英特爾攜手利用英特爾CPU、Omni-Path Fabric和SSD開發(fā)了名為博德-英特爾基因組學堆棧(BIGstack)的突破性架構(gòu)。華大基因?qū)⒉捎米钚碌腉ATK工具,并與阿里云合作,使客戶能夠在華大基因在線平臺上訪問GATK4、博德的工作流管理系統(tǒng)Cromwell以及WDL(工作流定義語言)。BIGstack——這個交鑰匙解決方案將作為參考設計,通過原始設備制造商(OEM)和系統(tǒng)集成商來提供,浪潮是中國首家提供這個交鑰匙解決方案的OEM合作伙伴。GATK中國社區(qū)將為生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴提供技術(shù)支持,這些合作伙伴致力于基于GATK4、Cromwell和WDL的研究和應用。

· 英特爾與上海市兒童醫(yī)院宣布啟動兒童健康協(xié)作云中心,這是一個開放式平臺,是雙方針對兒童遺傳基因組研究和數(shù)據(jù)交換應用于臨床的范例。在合作伙伴的共同努力下,這個最佳數(shù)據(jù)交換框架已在上海市兒童醫(yī)院、聯(lián)盟醫(yī)院和上海交大生物醫(yī)學轉(zhuǎn)化中心上線。上海市兒童醫(yī)院和聯(lián)盟醫(yī)院利用該框架,在不同站點之間對兒童發(fā)育遲緩案例進行基因變異識別和比較。

· 諾禾致源與英特爾宣布成立基于RSD的可擴展基因組學中心。諾禾致源也開始使用基于英特爾BIGstack基因組的解決方案,其中采用了最新的英特爾CPU、NVMe和更先進的RSD設計,通過提高大規(guī)模數(shù)據(jù)處理能力以滿足全球化、可擴展基因組數(shù)據(jù)中心模式的需求。

· 華大基因推出采用英特爾FPGA的基因組一體機。英特爾和華大基因聯(lián)合設計基于FPGA的基因組數(shù)據(jù)分析一體機。基于FPGA的基因一體機加速了基因分析流程,提供更高的計算性能和更低的能耗,滿足中國基因組學研發(fā)對基因組數(shù)據(jù)處理的最新要求。

· 基因組一體機聯(lián)合實驗室宣布成立。它是英特爾精準醫(yī)療伙伴計劃的下屬聯(lián)盟,浪潮、UEC、華大基因、聚道科技、阿里云、Falcon和安諾優(yōu)達與英特爾合作,為醫(yī)院和研究機構(gòu)客戶開發(fā)基因組學設備,以便處理本地數(shù)據(jù)分析需求,并提供更好的用戶體驗和出色的性能。英特爾支持基因組學設備聯(lián)合實驗室的成員,在BIGstack參考設計的基礎上構(gòu)建自己的解決方案,聯(lián)合實驗室將提供包括至強E5 V4、SSD、OPA和FPGA在內(nèi)的全新英特爾架構(gòu)產(chǎn)品和技術(shù)。

上圖為:英特爾醫(yī)療與生命科學集團亞太區(qū)總經(jīng)理李亞東

英特爾醫(yī)療與生命科學集團亞太區(qū)總經(jīng)理李亞東說:“作為一家數(shù)據(jù)公司,英特爾在精準醫(yī)療領域具有獨特價值。通過提供高效的計算、存儲和傳輸技術(shù),包括英特爾®至強®處理器與至強融核®處理器、高速的非易失性內(nèi)存技術(shù)和超高速以太網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)等,英特爾與合作伙伴齊心協(xié)力實現(xiàn)計算能力的發(fā)掘和釋放。針對如何進行大規(guī)模、安全、高效的數(shù)據(jù)分析,英特爾還持續(xù)為各種分析場景提供算法級的優(yōu)化、并在FPGA加速引擎方面加速投入,促進機器學習和人工智能技術(shù)有效應用在精準醫(yī)療中,為精準醫(yī)療開辟廣闊而充滿機遇的航道。”

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