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)略儲備上有其重要意義。另外，根據(jù)國際上對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，并對其有害性進(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?！睆埧蹬袛啵瑢τ谶@類疾病或是異常毒株的預(yù)測，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)測產(chǎn)生的600多萬個(gè)病毒序列數(shù)據(jù)，可預(yù)測會(huì)導(dǎo)致病毒對抗體或疫苗產(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，這限制了其準(zhǔn)確性。‘UniBind’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。”張康說。

“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，并且找到其中的宿主。并且通過人工智能的預(yù)測系統(tǒng)，能夠用算法生成超級受體（假受體），以幫助我們贏得更多的時(shí)間去研發(fā)和識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、致病率以及抗體逃逸能力。“目前，廣州國家實(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)密集型科研場景下，生命科學(xué)領(lǐng)域需要工程化、體系化的支撐平臺，對數(shù)據(jù)、工具進(jìn)行高效獲取和整合。像流行性疾病的監(jiān)測預(yù)警、生物大分子空間結(jié)構(gòu)預(yù)測，就需要這樣的平臺技術(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、得到相對穩(wěn)定的研究成果，進(jìn)而提升科學(xué)發(fā)現(xiàn)的效率。”廣州國家實(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、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。