近日,IBM宣布其全球网格大同盟(World Community Grid)助力“征服癌症”项目取得重大突破。科学家通过计算系统实现了对以往复杂手动流程的自动化,加速了与癌症相关的蛋白质结构的识别,为寻找最佳治疗方案提供了新途径。
“结晶化”技术攻克,蛋白质识别速度大幅提升
据世界卫生组织统计,2007年全球死亡人口中癌症占13%,2008年新增癌症病例1270万例,死亡760万人。预计未来20年内,每年新增癌症病例将增至2100万,死亡人数达1300万。IBM全球网格大同盟的“征服癌症”项目旨在建立一个计算系统,用于准确识别固化蛋白质样本并进行X射线检查,从而帮助科学家探索可能引发癌症的蛋白质结构、形状及相互作用。这一蛋白质样本固化流程称为“结晶化”,现已成功攻克。通过改进蛋白质X射线结晶学,研究人员能够更快地确定多种癌症相关蛋白质的结构,发现潜在的药物干预方法。
过去,人工检查单个蛋白质的9216张图片几乎不可能。即使以每秒一张的速度检查所有12500个蛋白质的图像,也需要1333天,且人为评估存在不一致性。计算机检查兼具定性和定量优势,但早期自动化识别晶体的准确率仅为70%,仅能分析约850个特征。如今,系统已能分析约15000个特征。
通过全球网格大同盟,全球150万电脑用户自愿贡献闲置计算能力参与数据处理。借助强大的计算能力,新系统可成功识别80%带有晶体的图像,以及结晶前98%的清澈蛋白质溶液液滴。与人工检查相比,每个蛋白质检查的图像数量可达前者的6倍,而时间大幅缩短。
IBM热心公益,全球网格大同盟服务社会
全球网格大同盟是IBM全球公众事业合作部公益捐赠项目的一部分。全球约10亿台个人计算机中,大多数使用时间不足5%。该项目的宗旨是利用未被充分运用的计算力造福全人类。IBM前董事长兼首席执行官彭明盛于2004年11月16日宣布,全球网格大同盟将成为造福人类社会最大的公众网格。
目前,全球网格大同盟已成为化学领域蛋白质方面的权威数据库,帮助全球科研人员揭示乳腺癌、前列腺癌或儿童白血病等多种癌症的生长机制。此外,通过IBM的慈善处理器实现晶体识别自动化,可加速生物科学和基因研究项目,例如全球营养水稻项目(利用网格大同盟探索抗病水稻)和登革热药物发现项目(寻找对抗登革热、丙型肝炎、西尼罗河病毒及黄热病等病毒的药物线索)。
据统计,全球20%的新发癌症病例和24%的癌症死亡病例发生在中国,而中国的癌症生存率和治愈率仅为13%。促进蛋白质结晶技术的快速发展,可为癌症的预防、早期诊断和治疗提供更多技术可行性,对中国意义重大。IBM中国公众事业合作部经理彭文杰表示:“‘征服癌症’项目的成果展示了全球网格大同盟对科学领域的巨大价值。那些自愿捐献计算资源的人,为中国和世界攻克癌症做出了巨大贡献,他们值得骄傲。”