大数据打入“帕金森”

医疗健康 来源:钛媒体
2014
12/23
09:26
钛媒体 医疗健康

在未来,基因检测术将会成为医疗不可或缺的一部分。新兴的技术不仅可以创建一个测量帕金森氏症的全新范例,还能为医学界提供更多数据,以便找出目前尚未明确的疾病特征,从而开拓全新的研究领域。

医疗行业的变革正成为新的风口,今天作者想讲讲大数据与基因技术结合,正在产生什么新的想象力。其中尤以基因检测技术走到了前面,让我们谈谈“帕金森综合症”:

在未来,基因检测术将会成为医疗不可或缺的一部分。越来越多的人会进行基因测序来了解自己的生命体征和健康状况。国内最大的基因检测机构华大基因,也正在抓住机会,用信息技术提升基因检测技术,致力于提供更好的基因服务。

基因,这个被我们熟悉却又十分陌生的词汇开始频繁出现。然而基因检测海量、复杂、多变的数据计算需求一直是华大基因前进道路上的鸿沟。解决数据分析和计算成了必须要克服的问题。

大数据打入帕金森。

2014年8月13日,迈克尔?J?福克斯帕金森氏症研究基金会(MJFF)和英特尔公司对外宣布了一项合作,促进帕金森氏症的研究和治疗--帕金森氏症是一种全球范围的、患病率仅次于阿兹海默氏症的神经退行性脑部疾病。这项合作将利用全新的大数据分析平台进行多阶段研究--利用可穿戴技术监测患者症状,并用收集得来的数据探索相关模型。

可穿戴设备能够24×7全天候地在后台实时收集和传输相关客观数据。通过这种方法,研究人员能以每秒数百读数的速度分析来自成千上万患者的数据,同时获得海量数据以用于探索模型和获取新发现,再也不必受限于零星收集得来的少量数据信息和繁杂的书面患者日志。

所有这些,都可进一步帮助实现针对帕金森氏症本质的洞察,从而帮助科学家们衡量新药品的功效,以及协助医生制定预后方案。

英特尔公司高级副总裁兼数据中心事业部总经理柏安娜表示,“帕金森氏症症状的多样性给疾病检测的进展带来了巨大挑战。新兴的技术不仅可以创建一个测量帕金森氏症的全新范例,还能为医学界提供更多数据,以便找出目前尚未明确的疾病特征,从而开拓全新的研究领域。”

大数据和云计算给医疗界带来了新的光明,利用它们来解决基因测序带来的问题是大势所趋。

解决信息技术瓶颈“只有以科学发展,以大技术、大平台、大数据支撑下的基因产业,才是无穷无尽的,永远没有冬天。”华大基因总裁、深圳华大基因研究院院长汪建先生如是说。这也最终促成了华大基因与英特尔的合作。

华大基因在基因测序计算中应用的BWA(Burrows-Wheeler Aligner),是基因研究中一款十分优秀并且被广泛使用的序列比对软件。由于BWA软件代码分支多,并且有很多随机访问,起初大家都不看好BWA的移植效果。但实际测试性能却已经完全出乎专家预期。

BWA包括6种优化方法:

第一,使用OpenMP代替Pthreads, 使用schedule实现负载均衡、使用KMP_AFFINITY=balanced, granularity=thread实现线程绑定。

第二,使用双缓存,同时进行数据读取和计算。

第三,使用TBB的内存分配代理取代glibc的内存分配。

第四,使用多缓存进一步减少IO瓶颈。

第五,简化耗时函数中的循环。

第六,在至强融核上增加任务级并行按照输入文件进行任务划分,每个任务处理一部分输入数据,避免OpenMP的Map-Reduce并行模式带来的负载不均衡的开销。

在尝试了6种优化方法之后,BWA获得的最好加速比已经达到2.19。

而不得不说的是至强和至强融核的组合在代码迁移和优化上为基因测序带来了非常大的优势。王丙强博士说:“代码的修改工作量不大,只需要对源代码进行很小幅度的修改,是添加一些辅助编译指示,就能在这个组合上运行的相当好。”

实际应用中,借助英特尔的产品技术,计算效率能大大提高。以测序为例,以前传统的方式需要几个星期时间,而现在8个小时就可以完成。这是非常大的突破。

这一重大突破的背后,则是英特尔至强融核协处理器(Xeon Phi)。这是英特尔面向高度并行的高性能计算(HPC)应用所推出的协处理器,能够提供多达61个内核、244个线程和1.2万亿次浮点运算性能。此外,英特尔至强处理器架构使用同样的编程语言、并行模式、技术和开发人员工具,因此以往在至强处理器上运行的应用,在向至强融核上迁移时,具有更便捷、更易于移植等优势。

其编码的简单可移植性,正是基因测序相关程序中的重要需求。而其强大的计算能力为提高基因测序速度提供源动力,标准的编程模型也为基因测序向至强融核上的移植提供了便利。

在测试基于英特尔至强和至强融核的高性能计算平台的同时,华大基因也正在执行3M百万基因组计划,即百万动植物基因组计划、百万人基因组计划、百万微生态基因组计划。该项目将联合全球科学家,通过上百万样本的测序构建遗传信息的数据库,进一步推动基因组测序和生物信息分析技术在粮食安全、医学应用、生态保护等重大发展问题的应用。

现代生命科学和医疗健康正转变为由大数据和大计算推动。在这个技术为王的时代,任何独立的高端技术都将面临寒潮。只有相互协作,共同探索开发,才能真正的造福于人类。

来源:钛媒体

为你推荐

华夏英泰完成超 2 亿元 C 轮融资,加速通用型 STAR-T 及 In vivo 细胞治疗平台布局资讯

华夏英泰完成超 2 亿元 C 轮融资,加速通用型 STAR-T 及 In vivo 细胞治疗平台布局

本轮融资由正心谷资本领投,复旦科创跟投

2026-07-06 17:34

CDE:细胞治疗药品范围和归类技术指导原则(2026年版)资讯

CDE:细胞治疗药品范围和归类技术指导原则(2026年版)

本指导原则旨在明确我国细胞治疗药品的范围与归类,不影响现行药品注册分类。

2026-07-06 15:44

诺华15亿美元收购Myricx Bio,拥有N-肉豆蔻酰转移酶(NMT)独特药物开发机制资讯

诺华15亿美元收购Myricx Bio,拥有N-肉豆蔻酰转移酶(NMT)独特药物开发机制

2026年7月6日,诺华宣布与总部位于英国的生物技术企业 Myricx Bio达成收购协议,交易总金额最高可达 15 亿美元,其中 11 亿美元为前期现金对价,剩余为潜在里程碑付款。

2026-07-06 14:17

1998年-2025年全国经济人口卫生医保相关数据资讯

1998年-2025年全国经济人口卫生医保相关数据

2016年、2017年不含未整合的新型农村合作医疗参保人数,2018年起居民医保数据含整合后的新型农村合作医疗参保人数。

2026-07-06 11:16

海正药业:获产品独家授权许可协议,首付款4500万元资讯

海正药业:获产品独家授权许可协议,首付款4500万元

近日,海正药业发布公告,公司与艾缇亚(上海)制药有限公司签署产品独家授权许可及合作协议,引进由艾缇亚开发的化药1类创新药TISA-818系统给药制剂在合作区域(中国大陆、香港...

2026-07-06 11:04

IBD公益短剧《我和我们》首映:23集真实故事,看见被疾病遮蔽的人生资讯

IBD公益短剧《我和我们》首映:23集真实故事,看见被疾病遮蔽的人生

7月3日,全网首部聚焦炎症性肠病(IBD)患者群体的公益短剧《我和我们》在上海国泰电影院首映。该剧历时一年多打磨,以23集短剧体量,基于真实患者经历创作,探索疾病科普与公益...

2026-07-05 19:42

又一家上市药企实控人涉案资讯

又一家上市药企实控人涉案

6月24日,华恒生物(688639 SH)收到公司实际控制人、董事长、总经理郭恒华女士家属告知,其收到合肥市公安局蜀山分局的拘留通知书,公司实际控制人、董事长兼总经理郭恒华女士...

2026-07-05 13:24

国家药监局:将符合条件的细胞与基因治疗药品纳入创新药临床试验审评审批30日通道  资讯

国家药监局:将符合条件的细胞与基因治疗药品纳入创新药临床试验审评审批30日通道

国家药监局综合司公开征求《关于优化细胞与基因治疗药品审评审批有关事项的公告(征求意见稿)》意见。

2026-07-04 10:22

虚开价税合计金额1.89亿元,沈阳奥吉娜被取消挂网资讯

虚开价税合计金额1.89亿元,沈阳奥吉娜被取消挂网

近日,辽宁省公共资源交易中心发布《沈阳奥吉娜药业有限公司医药价格和招采信用评价结果》,沈阳奥吉娜失信等级被评定为“特别严重失信”,失信行为是存在让他人为自己虚开增值...

2026-07-03 15:14

石药创新与阿斯利康达成新型小干扰核酸候选药物BD合作,里程碑付款最高17.4亿美元资讯

石药创新与阿斯利康达成新型小干扰核酸候选药物BD合作,里程碑付款最高17.4亿美元

7月2日,晚间,石药创新发布公告,公司控股子公司石药集团巨石生物制药有限公司与阿斯利康于 2026 年 7 月 1 日签署《合作、选择权及授权协议》,将与阿斯利康在新型小干...

2026-07-03 11:42

翰宇药业的“雷”资讯

翰宇药业的“雷”

2025 年公司实现归属于母公司所有者的净利润约0 36亿元,未发生亏损,但因以前年度累计亏损金额较大,本年度盈利仍无法弥补以前年度的累计亏损,导致公司未弥补亏损金额超过实...

2026-07-03 10:35

赛诺菲中国创新与运营中心成都新址启用资讯

赛诺菲中国创新与运营中心成都新址启用

深耕中国市场,赋能本土创新

2026-07-02 18:03

Cytiva发布本土化全自动工业层析柱,首次集中呈现本地制造核心能力资讯

Cytiva发布本土化全自动工业层析柱,首次集中呈现本地制造核心能力

Cytiva(思拓凡)正式宣布其下游纯化领域标杆产品——全自动工业层析柱实现本土化生产,并首次集中呈现由Cytiva北京生产基地、桐庐生产基地及珠海合作工厂共同构筑的本地制造能力

2026-07-02 17:09

蚂蚁阿福公布“科学减重1亿斤”最新活动:21天打卡挑战赛,平分10万奖金资讯

蚂蚁阿福公布“科学减重1亿斤”最新活动:21天打卡挑战赛,平分10万奖金

继1分钱抢体脂秤后,今日,蚂蚁阿福发布科学减重1亿斤行动最新活动。为鼓励大家坚持减重,阿福继续加码,于今日正式上线21天打卡挑战赛。

2026-07-02 14:30

英矽智能与武田制药达成 6 亿美元全球战略合作,AI 制药赛道持续升温资讯

英矽智能与武田制药达成 6 亿美元全球战略合作,AI 制药赛道持续升温

双方将依托英矽智能自主研发的端到端 Pharma AI 药物研发平台,在武田选定的多个疾病治疗领域联合推进创新候选药物研发,交易总金额最高可达 6 亿美元。

2026-07-02 13:36

和誉医药与阿斯利康达成战略合作,联手推进口服 PD-L1 联合 EGFR-TKI 治疗非小细胞肺癌资讯

和誉医药与阿斯利康达成战略合作,联手推进口服 PD-L1 联合 EGFR-TKI 治疗非小细胞肺癌

本次联合研究为一项多中心、开放标签的 I II 期临床试验,旨在评估和誉医药自主研发的口服小分子 PD-L1 抑制剂 ABSK043(通用名 lumipodlin)联合阿斯利康第三代 EGFR ...

2026-07-02 13:28

国内首款上市CAR-T疗五年治疗超1500例患者资讯

国内首款上市CAR-T疗五年治疗超1500例患者

上市五年成绩单显示复星凯瑞已在全国29个省(区、市)建立200多家奕凯达高标准治疗中心,阿基仑赛注射液已累计治疗超1500例复发 难治性淋巴瘤患者,平均每年约300例。

2026-07-02 11:55

君实生物与复星万邦签订授权许可协议,首付款2.15亿元资讯

君实生物与复星万邦签订授权许可协议,首付款2.15亿元

6月30日,君实生物发布公告,公司于2026年6月30日与复星医药全资子公司复星万邦签订授权许可协议,授权复星万邦关于偌考奇拜单抗(JS005,抗IL-17A单抗)在大中华地区的开发、注册...

2026-07-02 11:26

国家药监局:化学原料药适用药品上市许可优先审评审批工作程序资讯

国家药监局:化学原料药适用药品上市许可优先审评审批工作程序

符合条件的化学原料药上市许可申请,可申请适用药品上市许可优先审评审批工作程序。

2026-07-01 16:48

FDA批准同种异体细胞疗法Tregzi上市,用于移植物抗宿主病资讯

FDA批准同种异体细胞疗法Tregzi上市,用于移植物抗宿主病

6月30日,FDA批准Orca Bio公司开发的同种异体细胞疗法Tregzi上市。该疗法适用于接受匹配供者清髓性预处理的血液系统恶性肿瘤(如急性髓系白血病、急性淋巴细胞白血病、骨髓增生...

2026-07-01 14:58