輝瑞公司首席數(shù)字和技術(shù)官Lidia Fonseca表示，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)于加快這家制藥巨頭研發(fā)疫苗的流程至關(guān)重要，整個(gè)流程包括藥物發(fā)現(xiàn)、臨床試驗(yàn)、供應(yīng)鏈管理直至分銷到患者手上。

輝瑞已研發(fā)出了兩種抗新冠病毒的武器：與BioNTech共同研發(fā)的疫苗(以Comirnaty品牌名銷售)，以及不太常見的口服抗病毒藥物Paxlovid。

周二，F(xiàn)onseca與德勤美國公司首席執(zhí)行官Joe Ucuzoglu在英偉達(dá)的GPU技術(shù)大會(huì)上進(jìn)行了交談，她說：“通過充分利用AI中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的力量，在很短的時(shí)間內(nèi)將疫苗Comirnaty和現(xiàn)在的口服藥物Paxlovid 推向市場(chǎng)，我們顯然就是鮮活的例子。”

機(jī)器學(xué)習(xí)模型非常適合這項(xiàng)任務(wù)：尋找具有一系列所需特性的新分子。科學(xué)家們能夠在疫情早期對(duì)新冠病毒刺突蛋白的結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)序和拼湊。這些刺突蛋白粘附在細(xì)胞表面，新冠病毒被吸收后允許復(fù)制。然后宿主人類被感染，導(dǎo)致呼吸疾病、疲勞、頭痛及其他不適癥狀。

mRNA疫苗(比如輝瑞的疫苗)其工作原理是，教人體細(xì)胞使刺突蛋白成為病毒的一部分，那樣人體免疫系統(tǒng)可以學(xué)會(huì)在將來一看到這類刺突蛋白就摧毀它，從而有望立即消滅進(jìn)入人體的新冠病毒。

Fonseca表示，輝瑞在短短四個(gè)月內(nèi)就設(shè)計(jì)出了基于mRNA的疫苗，并投入臨床試驗(yàn)。在招募來自六個(gè)國家的數(shù)萬名志愿者進(jìn)行測(cè)試之前，機(jī)器學(xué)習(xí)算法幫助該公司預(yù)測(cè)了生產(chǎn)階段的產(chǎn)量。AI系統(tǒng)被用來分析參與者癥狀方面的任何差異。

她補(bǔ)充道：“此外，我們同時(shí)使用AI和機(jī)器學(xué)習(xí)來預(yù)測(cè)產(chǎn)品溫度，并針對(duì)存放我們疫苗劑量的3000多只冰柜提供預(yù)防性維護(hù)。我們還利用物聯(lián)網(wǎng)和傳感器來監(jiān)控和跟蹤疫苗的運(yùn)輸和溫度，準(zhǔn)確率接近100%。”

等到輝瑞將注意力轉(zhuǎn)向生產(chǎn)抗病毒藥物Paxlovid時(shí)(癥狀開始減輕時(shí)可以服用這種藥)，科學(xué)家們對(duì)于如何盡量減小此前注射疫苗的一些人身上觀察到的過敏反應(yīng)有了更好的了解。在模型生成一系列大有希望的合適分子之后，他們能夠在超級(jí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的虛擬模擬中測(cè)試一小部分分子。

Fonseca證實(shí)：“臨床試驗(yàn)參與者在測(cè)試我們的疫苗時(shí)，報(bào)告的許多過敏反應(yīng)是疫苗本身中的某些液體脂質(zhì)納米顆粒引起的;我們使用超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)模擬，以找到可減少過敏反應(yīng)的正確組合的脂質(zhì)納米顆粒特性。”

據(jù)HPC Wire報(bào)道，輝瑞借助MareNostrum 4超級(jí)計(jì)算機(jī)來虛擬測(cè)試潛在的新藥。這個(gè)龐大系統(tǒng)位于巴塞羅那超級(jí)計(jì)算中心，峰值性能達(dá)到11.15 Petaflops。它有3456個(gè)節(jié)點(diǎn)，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)由兩個(gè)英特爾至強(qiáng)Platinum 8160處理器和四個(gè)英偉達(dá)V100 GPU組成。

如今，制藥巨頭們?nèi)找媲笾贏I。這項(xiàng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模流程自動(dòng)化，降低成本，并縮短新藥上市時(shí)間。Fonseca表示，像輝瑞這樣的大型制藥商將不得不與主攻制藥巨頭較為薄弱的領(lǐng)域的小公司合作，比如數(shù)據(jù)生成、數(shù)據(jù)聚合或數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域。

原文標(biāo)題：??How Pfizer used AI and supercomputers to design COVID-19 vaccine, tablet??，作者：Katyanna Quach