NVIDIA（中文名稱英偉達(dá)），創(chuàng)立于1993年1月，是一家計(jì)算機(jī)圖形芯片制造商，超過半數(shù)以上的電腦獨(dú)立顯卡采用NVIDIA芯片。現(xiàn)在，NVIDIA公司是一家人工智能計(jì)算公司，早已經(jīng)將業(yè)務(wù)深入到超級(jí)計(jì)算芯片、人工智能、深度學(xué)習(xí)和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。

　　近日，NVIDIA“計(jì)算治療”項(xiàng)目小組向兩家癌癥研究機(jī)構(gòu)頒發(fā)40萬美元獎(jiǎng)金，與癌癥來一場(chǎng)近身肉搏——這是對(duì)兩支正在癌癥科研第一線的先鋒研究團(tuán)隊(duì)最恰當(dāng)?shù)拿枋?。一群NVIDIA員工在國(guó)家癌癥研究院研究人員的支持下，從全世界20份提案中選出了這兩支獲獎(jiǎng)團(tuán)體。

　　其中一個(gè)是由Seungchan Kim領(lǐng)導(dǎo)的，位于亞利桑那州菲尼克斯的轉(zhuǎn)譯基因組學(xué)研究院團(tuán)隊(duì)。他們的目標(biāo)是了解為什么有些癌癥細(xì)胞對(duì)治療有反應(yīng)，有些卻沒有。他們的研究結(jié)果將推動(dòng)癌癥差異化治療的發(fā)展。

　　另一個(gè)團(tuán)隊(duì)由北德克薩斯大學(xué)Andrés Cisneros領(lǐng)導(dǎo)，他們正在尋找相關(guān)變異體，這些變異體能夠引發(fā)修復(fù)DNA損傷蛋白中的異常變化。這些變異體很可能是診斷癌癥的關(guān)鍵因素。這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)通過使用加速計(jì)算，從人類生物學(xué)最基礎(chǔ)的層面研究抗擊癌癥的方法。

　　以上兩個(gè)團(tuán)隊(duì)，每一個(gè)團(tuán)隊(duì)都會(huì)收到NVIDIA基金會(huì)20萬美元的獎(jiǎng)金，來進(jìn)一步研究如何創(chuàng)造更新和更有針對(duì)性的治療方法。NVIDIA基金會(huì)是由 NVIDIA員工主導(dǎo)的慈善組織，這兩批獎(jiǎng)金是該基金會(huì)提出的“計(jì)算治療”計(jì)劃的一部分。該計(jì)劃是為了支持使用并行計(jì)算在癌癥診斷和治療方面取得突破性進(jìn)展的項(xiàng)目。

　　抗擊癌癥，將細(xì)胞各個(gè)擊破

轉(zhuǎn)譯基因組學(xué)研究院研究人員討論數(shù)據(jù)分析工具——EDDY

　　Kim和他團(tuán)隊(duì)的研究可以帶來癌癥的精準(zhǔn)治療，比如針對(duì)病人腫瘤的某些細(xì)胞進(jìn)行治療。

　　為此，他們創(chuàng)造了一個(gè)GPU加速的數(shù)據(jù)分析工具，讓他們可以詳細(xì)地測(cè)試出癌細(xì)胞的DNA如何控制蛋白生成，同時(shí)測(cè)試這些蛋白相互之間，以及與其他分子之間如何發(fā)生作用。通過使用這項(xiàng)工具，研究人員可以找到同一個(gè)腫瘤中不同細(xì)胞群之間的差異。

　　這項(xiàng)研究，意味著未來可以為癌癥患者帶來個(gè)性化的治療，通過使用不同的藥物治療腫瘤的不同部分。

　　Kim說：“可能有細(xì)胞的亞群只對(duì)成分A有反應(yīng)，另一個(gè)亞群只對(duì)成分B有反應(yīng)。”

　　這個(gè)工具稱為EDDY-GPU（EDDY是差異依賴性評(píng)估的縮寫）可以讓研究人員從大量的腫瘤細(xì)胞中快速分析數(shù)據(jù)。相反，早期基于CPU版本的EDDY分析，花了兩個(gè)月都未能完成對(duì)4754個(gè)樣本的分析。

　　Kim說：“如果你有個(gè)癌癥病人命懸一線，針對(duì)診療結(jié)果，你肯定是片刻都不愿意等待的?！?/p>

　　他想用“計(jì)算治療”這個(gè)項(xiàng)目的資金改良其算法，從而獲得更快的分析速度。

　　Kim和他的團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃與舊金山的加州大學(xué)做一個(gè)試驗(yàn)。他們從兩個(gè)腦癌病人身上取下組織樣本，并對(duì)患者的腫瘤進(jìn)行詳細(xì)的分析，提出建議療法，并通過病人導(dǎo)出的模型進(jìn)一步調(diào)查這些療法。

　　抗擊癌癥，修復(fù)“修復(fù)蛋白”

　　DNA經(jīng)常被紫外線、香煙中的致癌物和其他物質(zhì)破壞。幸運(yùn)的是，人體制造的DNA修復(fù)蛋白通常能解決DNA受損的問題。

　　但是有時(shí)DNA修復(fù)蛋白自身會(huì)分裂或是變異。北德克薩斯大學(xué)的Andres Cisneros和他的團(tuán)隊(duì)集合了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的大量數(shù)據(jù)，來尋找與癌癥有關(guān)的DNA修復(fù)蛋白變異。

　　找到這些變異后，研究人員通過GPU加速的電腦模擬去找出這些變異如何改變DNA修復(fù)蛋白和其功能。

　　Cisneros說“如果我們知道有變異影響這些蛋白，且與癌癥有關(guān)，研究人員可以用這些信息修復(fù)這些蛋白，或是使用藥物或是其他療法治病。”

　　Cisneros更大的目標(biāo)是找到更多能表明特定類型的癌癥高危跡象的生物標(biāo)記。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到與幾種癌癥有關(guān)的變異，包括非裔美國(guó)人的前列腺癌的生物標(biāo)記。

　　科學(xué)家正在用基因數(shù)據(jù)確認(rèn)某些癌癥的風(fēng)險(xiǎn)及其療法。比如，外科醫(yī)生可以檢測(cè)出乳腺癌高風(fēng)險(xiǎn)變異，同時(shí)對(duì)雌激素和黃體酮受體的檢測(cè)可以幫助醫(yī)生確定哪種療法更有效。

　　通過找到更多生物標(biāo)記，Cisneros可以為更多類型的癌癥提供新的診斷工具。除此之外，他的DNA修復(fù)蛋白變異分析可以幫助科學(xué)家研發(fā)出更個(gè)性化的基因抗癌療法。

　　NVIDIA一直致力于癌癥研究

“計(jì)算治療”項(xiàng)目可以說是NVIDIA為了并行計(jì)算在癌癥方面的研究所做的一項(xiàng)工作之一，其實(shí)NVIDIA一直在關(guān)注癌癥的治療。在上個(gè)月，NVIDIA才與美國(guó)國(guó)家癌癥研究所和能源部達(dá)成了新的合作，旨在開發(fā)出一套加速癌癥研究的人工智能框架。這個(gè)新框架被叫做“癌癥分布式學(xué)習(xí)環(huán)境”，簡(jiǎn)稱CANDLE。 NVIDIA表示，它將嘗試達(dá)成奧巴馬于今年早些時(shí)候宣布的“癌癥登月”（Cancer Moonshot）計(jì)劃的目標(biāo)，即在5年的時(shí)間內(nèi)完成需要耗時(shí)10年的癌癥研究。

　　NVIDIA表示，其工程師和計(jì)算機(jī)科學(xué)家將與癌癥研究人員合作，開發(fā)和改進(jìn)該人工智能框架。CANDLE將著重于三大癌癥研究項(xiàng)目：

　　首先是提升科學(xué)家們理解DNA和RNA中基因簽名的理解，以幫助其預(yù)測(cè)哪種療法會(huì)對(duì)患者起作用；

　　其次是加速蛋白質(zhì)交互作用的模擬過程（其在早期癌癥的形成中扮演了一個(gè)重要的角色）；

　　最后，它將梳理數(shù)以百萬計(jì)的癌癥患者資料，以構(gòu)建出一個(gè)綜合性的監(jiān)測(cè)癌癥疾病轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的數(shù)據(jù)庫。而為了保障患者的隱私，這一過程將在半監(jiān)督下進(jìn)行。

　　NVIDIA創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛表示：“GPU深度學(xué)習(xí)給我們提供了一款應(yīng)對(duì)重大挑戰(zhàn)的全新工具，到目前為止，即使最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，在這方面也過于復(fù)雜。通過與美國(guó)癌癥研究所和能源部的合作，我們打造出了這款專門用于癌癥研究的人工智能超級(jí)計(jì)算平臺(tái)。”