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共推精准医疗 基因测序搭上公有云快车

  【IT168 评论】英特尔,一家以计算为主的企业,如今全世界都在使用它的处理器;阿里云,一家公有云为主的企业,占据了中国公有云市场的巨大份额;华大基因,一家从事基因行业的机构,目前是全球最大的基因组学研发中心……这三家企业选择一起合作,究竟能够产生怎样的力量?日前,在深圳举行的第十届国际基因组学大会,三方表示共同签署战略合作备忘录,宣布启动共建中国乃至亚太地区首个精准医疗云平台。

共推精准医疗 基因测序搭上公有云快车

  三方合作,让2020年实现“All-in One day”

  对于三方来说,合作的基础就是计算,大量的计算。对于实际使用者华大基因来说,进行基因分析需要大量的计算资源,甚至需要投入大量的时间、人力、财力和计算资源才能完成。华大基因股份有限公司执行总裁尹烨甚至举例说明原本的基因测序有多么艰难。

  “从1990年开始,我们想把一个人的基因组开始测序。这其中,包括美、英、德、法、日、中六个个国家的参与。到了2003年,我们花了大概30亿美金,才完成一个人的基因组测序。直到2006年,第二代测序技术出现,华大基因花费1亿人民币进行了名为炎黄计划的活动,完成了第一个中国人基因组计划。到今天为止,一个人的全基因组测序成本已经降到了1000美金以下。”

  从25年前的30亿美金到现在的1000美金,基因测序技术经历了火箭般的飞速发展,而这背后也得益于计算技术的快速提升。对于华大基因来说,长久以来无论是测序仪还是基因分析,都离不开强大的计算能力,专业仪器甚至超级计算机轮番上阵,带来了成本的大幅度降低。而随着计算技术的不断提升,尹烨预测未来的基因测序即将实现免费,“基因检测应该比测试血糖更加便捷和廉价”。

  对于英特尔和阿里云来说,它们的主要任务就是帮助华大基因尽可能实现“免费”的目标,为此阿里云为华大基因提供了具备高性能计算的公有云平台,华大基因的BGI Online也在上面运行。对于英特尔来说,一方面它的处理器、协处理器对于计算效率的提升大有帮助,另一方面英特尔也正在帮助华大基因进行软件算法、系统架构与程序上的优化,以便进一步提升相关软件的运行效率。

  据英特尔预测,在2020年,人类将可以实现在一天之内完成基因测序任务,即所谓的“All-in One day”。如此一来,医生将实现有针对性的精准医疗,也更有利于病症的及时诊断与治疗。

  跨领域合作,未来计算资源的需求更为迫切

  对于华大基因来说,如今的计算能力还远远满足不了它的实际需求,甚至可以说计算能力的落后限制了研究工作的进一步发展。早在多年前,华大基因就有包括北京、香港在内的多家自建数据中心投入运营,这些中心的主要目的就是提供更多的计算能力。但是正如我们提到的,基因测序是一项非常严谨的工作,需要处理的数据量巨大,计算量也非常惊人。为此,华大基因也与国内的天津超算与广州超算合作,使用天河1A、天河二号等超级计算机运行程序。作为世界优异的超级计算机,天河系列对于华大基因的研究工作提供了强大的计算能力保障,也帮助华大实现了科研加速。

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  但是我们都看到,云计算是未来行业发展的必然趋势,计算能力需求的无限性对传统的数据中心提出了更高的能力需求,而云计算对于资源的自由扩展和调度性也恰恰满足了这一点,于是未来云计算也将成为包括华大基因在内的计算依赖型机构与企业的最终诉求。在谈到这个问题的时候,尹烨从两个方面进行了辩证的回答。一方面,他承认云计算作为趋势的必然性,也特别强调了华大基因对于云计算的开放态度,“随着技术的进步,随着带宽的不断提高,往云上走一定是一个大趋势”。但他随即也提到了华大基因研究的特殊性,因为从事高性能计算方面的研究,许多时候对于计算硬件设备有着更高的特性化需求,“FPGA编程的CPU这块是我非常需要的,包括好的算法”,因此他也坦言“还是会有一些专属的部分作为企业自主的保留下来”。

  基因检测并非功能较多,却也能“未卜先知”

  如今,许多人都可以在网上购买一些小型的基因检测项目,其中“饮酒基因”是最常见的例子,就是检测一个人的酒量究竟有多少。对于这样的检测,尹烨认为娱乐的成分更多一些。“这种东西知道就知道、不知道就不知道,无伤大雅”。但是在他看来,基因检测的确可以提前预知一些潜在疾病,用尹烨的话说叫做“一生一死一感染”。生是“预防出生缺陷”,死是“肿瘤治疗”,感染就是“未知病原的检测”,目前华大基因在医学方面的主要业务也在这三个方向。

  基因界有一个非常有名的案例,就是著名影星安吉丽娜·茱莉切除乳腺癌的事情。事实上,通过基因检测遗传病已经不是什么新鲜事儿,甚至乳腺癌的生存率因为基因检测和靶向药物的问世也提升到了5年85%以上,但如何将事实告知患者还是一个难题,因为这其中涉及到生理与伦理等多方面的问题。在中国,目前还没有完善的基因库为类似乳腺癌、宫颈癌等重大疾病提供足够的样本与案例支持,这也是包括华大基因、阿里云和英特尔在内的三方需要努力的方向。

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  对于这个问题,英特尔公司医疗与生命科学事业部亚太区总经理俞毅也呼吁从国家层面实现对基因检测的重视。“在美国,奥巴马提出‘百万基因组计划’,这个百万不是每个人做完测试而已,而是要对这百万人进行跟踪。英国也专门成立“Genome UK”,也来做定向的。我们也是希望,中国如果随着“十三五”规划出来,能不能有一个国家层面的统一指导,结合各部委的力量,建立优异的数据库。”

  由此看来,基因测序虽然能够造福当代,还能利在千秋,但同时也需要科技、政策、大众等多方面的支持与合作。本次三方的协议签署可以看作是一个新的契机,我们也希望借助于三方的力量,能够推动中国的基因事业持续发展。

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