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盤點(diǎn)國之重器驚艷時(shí)刻,廣州國家實(shí)驗(yàn)室誕生一批重大科技成果


  來源: 南方都市報(bào) 時(shí)間:2024-07-07 編輯:清風(fēng)
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就當(dāng)前新冠藥物的需求,張玉華直言,“作為一線從業(yè)者,目前來看新冠會(huì)與人類長期共存,并且病毒還在不斷變異,所以這款藥物在國家戰(zhàn)略儲(chǔ)備上有其重要意義。另外,根據(jù)國際上對(duì)于長新冠的深度科學(xué)研究,如果體內(nèi)病毒不完全清除,有可能會(huì)出現(xiàn)復(fù)陽或是其他腦霧、心肌炎等衍生的后遺癥。此外,針對(duì)老年患者或有基礎(chǔ)疾病的高危人群,盡早服用抗病毒藥物有助于降低重癥或死亡風(fēng)險(xiǎn),從這兩大方面來看,公眾對(duì)于抗新冠藥物依然是有需求的?!?


此外,雖然疫情高峰已過,但實(shí)驗(yàn)室對(duì)于新冠等各類呼吸道病原體的研究依然在推進(jìn)?!拔覀円苍诓季謴V譜抗病毒藥物及兒童用藥等項(xiàng)目的科學(xué)研究,作為戰(zhàn)略儲(chǔ)備,為國家抗疫作貢獻(xiàn)?!?


05/

“UniBind”人工智能系統(tǒng)

通過算力研究預(yù)測(cè)潛在新冠病毒危險(xiǎn)突變株


“我們大家都經(jīng)歷了新冠病毒突如其來的非常歷史時(shí)刻,一度讓人措手不及。而這促使我們思考能否在病毒到來之前進(jìn)行預(yù)測(cè),并對(duì)其有害性進(jìn)行有效防御?!睆V州國家實(shí)驗(yàn)室研究員張康說。


廣州國家實(shí)驗(yàn)室研究員張康。南都記者 馮宙鋒 攝


據(jù)張康觀察,新冠病毒只是冠狀病毒里的一員,除此以外還有20多個(gè)其他的病毒?!拔覀円餐瑯佑^察到,新冠病毒從2020年初一直蔓延至今,雖然毒力在不斷減弱,但通過算力研究,不排除可能有一新毒株會(huì)產(chǎn)生重大影響?!睆埧蹬袛?,對(duì)于這類疾病或是異常毒株的預(yù)測(cè),提前做好預(yù)判非常重要。


為此,由廣州國家實(shí)驗(yàn)室牽頭、聯(lián)合澳門科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)等研發(fā)的人工智能系統(tǒng)“UniBind”,通過分析全球監(jiān)測(cè)產(chǎn)生的600多萬個(gè)病毒序列數(shù)據(jù),可預(yù)測(cè)會(huì)導(dǎo)致病毒對(duì)抗體或疫苗產(chǎn)生抗性、嚴(yán)重病毒傳染力增加的新冠變異株突變。相關(guān)成果于2023年7月發(fā)表在國際頂尖醫(yī)學(xué)雜志《自然醫(yī)學(xué)》。


“目前的人工智能方法大多只能通過分析一種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)行預(yù)測(cè),這限制了其準(zhǔn)確性?!甎niBind’能整合分析各種不同實(shí)驗(yàn)來源和模態(tài)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行預(yù)測(cè)?!睆埧嫡f。


“為什么我們要通過大數(shù)據(jù)去計(jì)算?”張康指出,“其目的就是為了知道病毒即便像孫悟空一樣變幻,我們依然能判斷它的逃逸趨勢(shì),并且找到其中的宿主。并且通過人工智能的預(yù)測(cè)系統(tǒng),能夠用算法生成超級(jí)受體(假受體),以幫助我們贏得更多的時(shí)間去研發(fā)和識(shí)別新毒株的措施和藥物?!?


由此來看,張康指出,目前這一數(shù)據(jù)系統(tǒng)已經(jīng)總結(jié)了迄今為止所有毒株進(jìn)化趨勢(shì)、致病率以及抗體逃逸能力?!澳壳埃瑥V州國家實(shí)驗(yàn)室的這一成果不僅僅面向CDC以及國家決策機(jī)構(gòu)等提供有力的工具,同時(shí)也已將成果上線,為世界疾病防控服務(wù)。”


06/

生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)

提升效率,降低海量數(shù)據(jù)計(jì)算復(fù)雜度


在數(shù)據(jù)密集型科研場(chǎng)景下,生命科學(xué)領(lǐng)域需要工程化、體系化的支撐平臺(tái),對(duì)數(shù)據(jù)、工具進(jìn)行高效獲取和整合。像流行性疾病的監(jiān)測(cè)預(yù)警、生物大分子空間結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè),就需要這樣的平臺(tái)技術(shù)作為支撐。而實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),要通過生物科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)和人工智能龐大知識(shí)體系的交叉融合。


“我們希望幫助科研人員把更多精力放在專業(yè)領(lǐng)域,而非不擅長的IT技能和計(jì)算方法上。通過建立大數(shù)據(jù)操作系統(tǒng),協(xié)助科研人員闡述數(shù)據(jù)、快速計(jì)算、得到相對(duì)穩(wěn)定的研究成果,進(jìn)而提升科學(xué)發(fā)現(xiàn)的效率?!睆V州國家實(shí)驗(yàn)室研究員李亦學(xué)表示。


廣州國家實(shí)驗(yàn)室研究員李亦學(xué)。南都記者 馮宙鋒 攝


基于云原生及容器技術(shù),由廣州國家實(shí)驗(yàn)室牽頭、聯(lián)合北京火山引擎科技有限公司在兩年多時(shí)間內(nèi),研發(fā)出生物醫(yī)學(xué)研究的“安卓系統(tǒng)”——生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)(Bio-medical big data operating system,以下簡稱Bio-OS)。聚合生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理、計(jì)算工作空間構(gòu)建和生物信息分析等能力,降低處理海量數(shù)據(jù)的計(jì)算復(fù)雜度,保障了計(jì)算結(jié)果的可重復(fù)性和計(jì)算流程的可重用性。


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