亞馬遜云科技啟動新一階段“診斷開發(fā)計劃”， 并進一步擴大資助范圍

2021年4月13日，亞馬遜云科技宣布啟動新一階段的診斷開發(fā)計劃。診斷開發(fā)計劃是亞馬遜云科技于2020年3月推出的全球性項目，致力于幫助世界各地的組織利用云的力量加速疾病診斷研發(fā)。通過該計劃，亞馬遜云科技承諾提供2000萬美元的計算額度及專業(yè)服務(wù)團隊的定制化專業(yè)知識支持，幫助推動診斷創(chuàng)新。目前為止，亞馬遜云科技已經(jīng)向包括中國在內(nèi)的企業(yè)和研究機構(gòu)提供了800萬美元資助，新一階段將分配剩余的1200萬美元。同時，新一階段的資助范圍將擴大到三個全新的領(lǐng)域：1)通過早期疾病檢測識別個體和社區(qū)層面的疾病爆發(fā);2)通過預(yù)后更好地了解疾病軌跡;3)通過公共衛(wèi)生基因組學(xué)支持全球病毒基因組測序。

在該計劃的第一階段，亞馬遜云科技已經(jīng)幫助了包括中國在內(nèi)的17個國家的87個組織，包括非營利組織、研究機構(gòu)、初創(chuàng)企業(yè)、和大型企業(yè)，所支持的診斷項目包括：抗體、抗原和核酸的分子測試、診斷成像、可穿戴設(shè)備、以及使用人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)檢測病毒的數(shù)據(jù)分析工具，等等。

新一階段，亞馬遜云科技將繼續(xù)優(yōu)先考慮新冠疫情項目，同時也將評估關(guān)注其它傳染病的項目。4月12日起，到2021年年底，全球各類感興趣的組織都可以申請這一計劃，但亞馬遜云科技將優(yōu)先考慮7月31日前收到的申請。

“從機器學(xué)習(xí)驅(qū)動的X光圖像分析，到快速、高質(zhì)量和直接面向大眾的檢測方式，過去一年我們看到了疾病診斷方式的眾多革命性創(chuàng)新?！眮嗰R遜新冠疫情響應(yīng)首席醫(yī)療官Vin Gupta博士表示，“這些創(chuàng)新還將持續(xù)發(fā)生，不斷提高我們應(yīng)對未來疫情爆發(fā)的能力。診斷開發(fā)計劃已經(jīng)帶來了一系列鼓舞人心的成果。我們也期待，通過幫助更多組織和社區(qū)更好地利用云計算技術(shù)，能夠更快地識別和應(yīng)對未來可能發(fā)生的疫情?！?

第一階段亮點項目舉例

亞馬遜云科技診斷開發(fā)計劃加速了多個對新冠病毒檢測有直接作用的項目，為醫(yī)療診斷帶來了更多可能性。這些項目不僅幫助醫(yī)學(xué)界快速應(yīng)對新冠疫情，還支持了許多用以應(yīng)對其它傳染病的重要工作。

以下是亞馬遜云科技診斷開發(fā)計劃所支持項目的幾個典型代表。

晶泰科技推動老藥新用篩查

總部位于深圳，在北京、波士頓、上海設(shè)有分部的晶泰科技(XtalPi)，是一家以數(shù)字化、智能化驅(qū)動藥物研發(fā)創(chuàng)新的科技公司。在新冠疫情爆發(fā)后，該公司很快對近3000個已通過美國藥監(jiān)局(FDA)審核的上市藥物、以及超過1萬種中藥成分分子，進行了老藥新用的掃描，成功找到了183個可能對新冠病毒有潛在治療效果的藥物。之后，晶泰科技對這些藥物的活性進行了排序，又通過更加高精度的計算化學(xué)方法，鎖定了38個潛在有效的藥物，與合作伙伴分享。晶泰科技能迅速地完成大量藥物篩選，得益于其Intelligent Digital Drug Discovery and Development (ID4)云端智能藥物研發(fā)平臺。在這個平臺上，晶泰科技通過自主研發(fā)的基于GPU計算實例的機器學(xué)習(xí)框架，實現(xiàn)大規(guī)模的模型訓(xùn)練及參數(shù)優(yōu)化。在AI模型研究及設(shè)計初期，晶泰科技的科學(xué)家團隊通過Amazon SageMaker服務(wù)實現(xiàn)了對模型及參數(shù)的快速驗證，其友好的交互式界面加速了算法研發(fā)效率。憑借準(zhǔn)確的預(yù)測與海量計算資源的支撐，晶泰科技的ID4平臺已經(jīng)加速了超過100款管線藥物的研發(fā)，正在并行推進超過30款新藥的藥物發(fā)現(xiàn)工作。

“ID4智能藥物研發(fā)平臺至今已服務(wù)幾十家藥企，在速度、精確度、安全性上的優(yōu)勢越來越多地受到藥物創(chuàng)新企業(yè)的認可和青睞。這離不開亞馬遜云科技強大的計算、存儲、人工智能和機器學(xué)習(xí)等眾多服務(wù)的支持。我們希望能夠利用ID4平臺，為藥企提供強大的藥物研發(fā)引擎，做藥企創(chuàng)新研發(fā)道路上的有力伙伴，以優(yōu)勢明顯的研發(fā)服務(wù)，進一步推動藥物研發(fā)的智能化進程?！本┛萍糃TO劉陽表示。

益體康以遠程心電診斷服務(wù)基層醫(yī)療

益體康專注遠程醫(yī)療服務(wù)，為眾多醫(yī)療健康服務(wù)機構(gòu)提供產(chǎn)品與技術(shù)支持。新冠疫情期間，益體康的遠程心電服務(wù)打破了檢查端和診斷端的空間限制，為身處隔離病房的新冠肺炎患者提供了及時的心電診斷，同時，也讓眾多基層醫(yī)院的病患在大型醫(yī)院減少或暫停普通疾病接診的情況下，依然可以得到專業(yè)的心臟問題初診和分診，從而降低了因密切接觸導(dǎo)致新冠肺炎感染的可能性。在2020年，益體康搭建于亞馬遜云科技上的心電診斷中心共計支持了超過1000所基層醫(yī)療機構(gòu)的超過11萬例遠程心電診斷。亞馬遜云科技大大提升了益體康A(chǔ)I模型訓(xùn)練和更新的效率，并降低了數(shù)據(jù)存儲的成本。

“在心電領(lǐng)域，醫(yī)學(xué)上已經(jīng)證明了QT間期延長綜合征和新冠肺炎之間有非常強的相關(guān)性，后續(xù)希望通過亞馬遜云科技的機器學(xué)習(xí)服務(wù)針對這種已經(jīng)證明的相關(guān)性單獨訓(xùn)練出一套預(yù)測模型，并嘗試關(guān)聯(lián)冠狀病毒引起的多種疾病之間的相關(guān)性。”益體康(北京)科技有限公司副總裁/CTO趙俊淋表示。

圖1、圖2 益體康遠程心電服務(wù)支持基層醫(yī)療

斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院開發(fā)基于智能手表的診斷 "報警系統(tǒng)"

斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)療創(chuàng)新實驗室的研究人員開發(fā)了一款智能手表應(yīng)用，旨在準(zhǔn)確標(biāo)記出個體免疫系統(tǒng)抵抗?jié)撛谛鹿诟腥镜嫩E象。該應(yīng)用通過算法檢測個人靜息心率和步數(shù)的變化。早期試驗結(jié)果喜人，在一項試驗性測試中，這個應(yīng)用成功地在新感染者發(fā)現(xiàn)癥狀10天之前就發(fā)出了可能的感染預(yù)警。該應(yīng)用目前已進入新一階段的研究，斯坦福大學(xué)團隊正在招募參與者，目標(biāo)是達到1000萬名參與者，以提高其實時檢測新冠肺炎感染跡象的能力。這款基于智能手表的早期檢測系統(tǒng)構(gòu)建在亞馬遜云科技上。在應(yīng)用構(gòu)建過程中，亞馬遜云科技專業(yè)服務(wù)團隊與研究人員協(xié)作，在該項研究中幫助擴展數(shù)據(jù)處理管道。

圖3 斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院開發(fā)的新冠疫情可穿戴研究App

“我們希望利用可穿戴設(shè)備進行的持續(xù)篩查能夠提供可擴展的診斷解決方案，以克服現(xiàn)有的檢測障礙。同時，通過將數(shù)據(jù)訪問范圍擴大到更廣泛的研究人員，我們希望能夠推動更多新的發(fā)現(xiàn)，改善人類健康。我們也期待利用云計算帶來更多新的研究的可能性。”斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)教授兼主席Michael Snyder博士表示。

Helix在全美普及高靈敏度新冠檢測

Helix是一家基因組學(xué)初創(chuàng)公司，其整個軟件平臺都建立在亞馬遜云科技上。Helix正在迅速拓展高靈敏度分子新冠檢測的使用范圍，幫助美國各地的衛(wèi)生系統(tǒng)、雇主、政府和其它組織實現(xiàn)次日出檢測結(jié)果。Helix®新冠肺炎檢測解決方案已經(jīng)獲得美國食品和藥品管理局(FDA)的緊急使用授權(quán)。該公司正在擴大規(guī)模，以便處理在美國每天多達10萬次的新冠檢測，使其成為美國最大的新冠檢測實驗室之一。Helix提供了端到端、高度可擴展的解決方案，既可以通過鼻拭子輕松實現(xiàn)樣本的自我采集，同時支持無監(jiān)督或受監(jiān)督的現(xiàn)場樣本采集，檢測新冠病毒感染。

“與亞馬遜云科技合作，不僅使我們能夠在短時間內(nèi)搭建起新冠肺炎檢測解決方案，還使Helix能夠快速擴展，滿足去年冬天激增的檢測需求。其作用是非常巨大的。隨著疫情的惡化，我們能夠在亞馬遜云科技的基礎(chǔ)之上，為全美數(shù)千個社區(qū)、數(shù)百萬人的生命提供幫助?！盚elix公司工程副總裁Jim Chou表示。

Centro Diagnostico Italiano和Bracco Imaging創(chuàng)建了開源影像檔案項目

由Centro Diagnostico Italiano和Bracco Imaging領(lǐng)導(dǎo)的醫(yī)療和研究組織聯(lián)盟，協(xié)同創(chuàng)建了AIforCOVID影像檔案，這是一個擁有近1000張胸部X光片和新冠肺炎患者匿名臨床數(shù)據(jù)的存儲庫。聯(lián)盟內(nèi)的多家研究機構(gòu)開發(fā)了三種機器學(xué)習(xí)方法，可以在亞馬遜云科技上對這些圖像和臨床數(shù)據(jù)進行分析。基于這些分析，聯(lián)盟開發(fā)了一個模型，能夠通過胸部X光圖像和臨床數(shù)據(jù)，預(yù)測新冠肺炎患者的臨床結(jié)果。

圖4 AlforCOVID項目的新冠患者胸部X光片，對感染區(qū)域的AI劃線(紅色)與手工劃線(綠色)很接近

“在對新冠患者的管理中，放射影像學(xué)對診斷和治療方案起著至關(guān)重要的作用。得益于亞馬遜云科技的技術(shù)和專業(yè)支持所帶來的機器學(xué)習(xí)力量，我們已經(jīng)能夠快速理解診斷成像和臨床分析所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。我們正在努力提供實用的資源，世界各地的醫(yī)院和組織可以應(yīng)用這種資源，增加對疾病的理解，促進自己的診斷工作，改善患者治療。”意大利診斷中心影像診斷和立體定向放射外科主任Sergio Papa表示。

“通過與Centro Diagnostico Italiano和亞馬遜云科技合作，我們已經(jīng)開始探索將人工智能應(yīng)用于臨床數(shù)據(jù)的潛力。我們意識到，這場革命才剛剛開始。醫(yī)療正在快速走向一種新的方式，將數(shù)據(jù)與臨床實踐和患者管理進行整合、互聯(lián)。”Bracco全球影像事業(yè)部研發(fā)總監(jiān)Fabio Tedoldi 表示。