广州健康院：小平台撬动大科学 加速探索生命的奥秘

广州安康院外不雅。

广州安康院同事眼中的“三剑客”——刘劲松（右一）、许永与陈朝明（右二）正在讨论问题。

在广州市黄埔区开源大道190号，坐落着一个国立科研机构——中国科学院广州生物医药与安康研究院（以下简称广州安康院）。在科研尝试室里，一群年轻的科研人员正集中精神停止各类科研攻关。

尝试动物中心的小鼠能办“大事”——小鼠疾病模子能够几近实在地模仿人类疾病的发病过程及对药物的反响，可用于人类多种疾病的相关研究；

阐发测试中心里有“绝活”——冷冻电镜手艺平台、液相/气相色谱-量谱联用仪等理化手艺平台、流式细胞手艺平台、显微成像手艺平台等面向生命科学范畴的关键手艺平台，共享的是科学仪器设备，输出的是手艺办事理念；

科学数据中心里有“金矿”——实时保留来自科学仪器和智能传感设备递送生命信息相关的表型数据、多组学数据、多标准显微成像数据等，通过火析发掘，能够摸索此中隐藏生命奥妙的钥匙；

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超等计算中心有“力量”——黑色机柜，密密麻麻的指示灯闪烁不定，陪伴着轻细的机器运转的嗡嗡声……

从尝试小鼠，到科学仪器、数据湖，再到超等计算机，很难想象用什么把4个平台毗连在一路，而广州安康院正高级工程师陈朝明有绝活。他说，广州安康院搭设的尝试动物中心、阐发测试中心、科学数据中心与超等计算中心等多个重点研究平台，对生物医药财产研发有着重要感化。

“私家定造”的超等计算平台

广州安康院是中国科学院第一个与处所共建、共管、共有的新型研发机构，填补了其时华南地域生物医药范畴国立科研机构的空白。该院成立以来，对峙“四个面向”，办事“国之大者”，主动承担国度严重科研项目、多措并举培育立异“土壤”，加强人才步队建立，积极摸索立异才能建立的体系体例机造，不竭鞭策原始立异功效的涌现。

“广州安康院成立以来，始末深耕根底研究，规划将来生物医药与安康财产。”具有计算机和生物学穿插学科布景的陈朝明一结业就到广州安康院工做，转眼已在该院工做了16年。他坦言先后在多个手艺支持中心的差别岗位均有所磨练，练就了综合处理科研立异过程中相关手艺问题的才能。

2012年，在中国科学院广州分院鼎力撑持下，广州安康院起头谋划成立一个属于生物医药与安康范畴的超等计算平台。2014年，中国科学院超算情况广州分中心获得中国科学院批准、依托广州安康院建立和办理，面向广州分院单位、相关科研院校及高新企业用户办事，实现从药物靶点发现到小分子药物设想，再光临床试验，在超算中心都能完成全生命周期全链条研究。在2019年的指数排名中，该中心在中国科学院各超算分中心中位列第一名。

差别的学科布景、配合的目的，广州安康院研究员刘劲松、许永与陈朝明成了同事口中的“三剑客”。超算中心成立之初，因为经费严重，碰到了许多困难，最初在陈朝明等人的勤奋和广州安康院的撑持下，采纳“经费撑持＋办事先租后购＋课题组撑持”的体例，建成超算中心。其供给的算力和成系统的软件东西、算法库及流程在干细胞与再生医学、立异药物设想、公共安康、海洋气象、地球科学、新能源等范畴实现了普遍应用。

“依托那个平台，操纵先辈算法能够从上亿分子中挑选出万级分子库，并进一步挑选出具有卵白靶点特异性的具备临床研究价值的分子。比照一般的超等计算，中心能够个性化定造，敏捷供给合适尝试需求的代码，并敏捷给出数据。”许永赞扬道，超等计算机的强大算力和“私家定造”为新靶标发现和立异药物研发注入了新的动能。

超等计算机被称为“国之重器”，属于国度战略高手艺范畴。许永团队的研究标的目的之一就是超等计算在抗肿瘤药物研究中的应用。针对当前原创药物面对新靶标欠缺的瓶颈问题，他的团队从临床数据动身，发掘原立异靶标。以计算生物学和分子模仿为手段，依托超等计算平台开展了前列腺癌新靶标和新药物研究。针对前列腺癌治疗中的关键雄激素受体卵白特点，许永团队阐发潜在有效的小分子药物特征，操纵算法挑选获得万级分子库，并进一步挑选出具有卵白靶点特异性的分子。颠末层层挑选和优化，团队最末获得了极具开发潜力的抗肿瘤活性化合物，为克制临床耐药供给了重要的靶点和药物候选物。

“依靠平台的专业手艺撑持，在小尝试室也能够处理大的科学问题。”刘劲松说，生物学尝试尤其是药物研发，涉及的数据量大、算力要求高，基于AI手艺构建完好的生物医药计算平台，关于安康数据办理等科研活动具有极大的价值，高效不变的收集和数据支持也是重中之重。“我们相信，将来严重的科研发现和立异，都将从那里孕育、降生。”

助力粤港澳大湾区立异提速

近年来，跟着人工智能等数字手艺快速开展，本来需要消耗大量时间和人力物力开展的生物手艺尝试，如今能够通过人工智能、计算模仿等数字手段辅助以至替代，从而大大进步了生物医药范畴的研发效率，为我国生物医药财产实现对国外同业业的弯道超车供给了严重机遇。

做为科技“国度队”，广州安康院具有强大的生物医药研发专业才能和全链条支持平台。陈朝明表达，从尝试动物中心为科技立异供给普遍的尝试动物模子和样本资本，到阐发测试中心做为高量量高通量科学数据产生的次要来源，再到已获得认证的科学数据中心供给高效便利的主动化科学数据汇交共享，最初到超算中心做为大规模数据发掘、可视化及立异操纵不成或缺的大脑，广州安康院打造的科研前提综合支持中心已成为生物医药与安康“资本-科研-财产”立异开展的闭环平台。

该平台自建成运行以来，已成为广州安康院科研活动不成或缺的关键环节，先后办事全国超越200个科研立异团队，支持国度重点专项、干细胞先导专项、省市重点研发专项、生物岛尝试室、国度大设备等各类项目超越400项；依托该平台开展数据计算，先后颁发Cell系列期刊论文44篇、Nature系列期刊论文24篇，以及其他国际出名刊物论文近200篇。

值得一提的是，超等计算平台先后办事超越50家生物医药范畴的高新企业，为企业供给专业的、低成本的基于数据计算驱动的处理计划，进步机构及企业运做效率，降低机构及企业成本，加强中小企业的合作力，搀扶帮助企业累计增加产值4500万元。那足够阐明，广州安康院已经构成了优良的“土壤”，势必成为大湾区科创的原创力引擎。

“凭仗那些高程度平台，我们办事的用户先后获得国度天然科学奖二等奖2项，广东省天然科学奖一等奖4项、二等奖6项；5人获得国度出色青年基金帮助，6人获国度优良青年基金帮助。”陈朝明说。依托中国科学院科学数据系统，平台建有被中国科学院认定的科学数据中心，已成为华南地域独一一个获得Springer Nature、American Geophysical Union、Cell Press和Elsevier等国际顶尖学术期刊出书集团承认保举的科学数据汇交、共享平台，积累了海量高量量的生物医学（药）数据，同时也为大数据发掘、多标准人体地图可视化应用等奠基了坚实根底。

“手艺支持系统是科研活动不变运行的根本保障，决定着科技协同立异的量量和效率。”广州安康院副院长潘光锦表达，生物医药与安康财产是广州三大新兴收柱财产之一。近年来，广州鼎力鞭策生物医药财产，年均增长10%摆布。广州安康院将继续以先辈手艺、数据计算赋能生物医药财产立异开展，依托已有根底，集中力量建立更为高效闭环的生物医药手艺立异高地，有利于构成粤港澳大湾区中心的生物医药科研立异“高地”和高端人才引进“凹地”。

本年2月，在广州市科技局指点下，广州消费力促进中心主办的广州产学研之“走进尝试室”广州安康院专场活动举行。活动围绕广州安康院的支持平台和前沿项目，推进细胞原则化检测、尝试动物、阐发测试、生物医学数据与超算等办事平台和重点项目深度对接合成，吸引了60余名企业、高校、病院代表参与。

突破数据“孤岛”提拔科研效率

数字经济时代，数据是新的消费要素，也是重要消费力。陈朝明说，依托广州安康院在生物医药与安康范畴的学科优势、穿插学科人才储蓄，以及超算中心等的数据与计算平台特色，生物医药计算平台已经会聚了超越1PB的生物多组学数据，包罗面向干细胞、细胞谱系、免疫组库等的细胞组学数据，面向药物研究等的化合物库及卵白量构造生物大分子数据，面向生命安康等的严重疾病医学临床相关数据。

超算平台重点不在“超”而是擅长“算”，即用数据阐发支持科学研究。陈朝明表达，生物医药计算平台的建立是基于需求导向，因为生物医药科学研究的特殊性，数据与计算应采纳就近原则，根底设备切近科学家，即来即用，供给一个能够让更多人不竭试错的数据计算平台，可以拉近与科研新发现的间隔。同时，如许的平台也可以搀扶帮助培育提拔更多立异性穿插学科人才、更多立异性科研团队。

“超算平台的建成，正不竭助力广州安康院在细胞命运调控、遗传发育、抗癌药物发现及卵白量构造解析等标的目的的数据阐发，大大提拔了科研效率。”陈朝明指出，跟着高通量和单细胞测序手艺的不竭开展，干细胞与再生医学、药物设想、公共安康与免疫等范畴将产生海量科学数据，关于计算资本和软件算法的需求越来越大。

据介绍，广州安康院科研前提综合支持中心以平台建立为导向，以手艺支持为主线，以资本共享为核心，实现每一个平台、每一台仪器、每一位用户、每一次成果的主动化、集成化办理，为支持科技立异，办事国度战略按下了加速键。通过无代码开发形式，助力从地道的软件摆设，到操纵开源东西停止优化、扩展和流程整合，再到自主编写法式脚本和软件东西停止具有立异性的科学数据阐发和立异应用的新范式。

该平台面向生物医药与安康，在构建生物医药专业应用模块的同时，及时吸收合成区块链、人工智能、可视化、低（零）代码等最前沿信息手艺，贯彻“让信息多跑路、让科技人员零跑腿”的理念，更大程度减轻科技人员承担，让科技人员专注于问题自己的思虑，从而大大降低了科技人员的时间、精神、资金的消耗，大大进步了科技人员的立异效率。

关于良多科研人员而言，等尝试、等数据往往破费大量时间。从尝试动物中心停止处置尝试动物样本，到阐发测试中心停止仪器操做，再到超等计算中心的数据计算，广州安康院的科研人员能够一站式完成。陈朝明说，此中起到关键纽带感化的计算平台固然算力在华南地域很小，却成为华南地域生物医药范畴专业布景最强、与一线应用连系最密切、应用法式配套最完整、办事效率更高的生物医学（药）计算平台。

那是突破“数据孤岛”带来的实其实在的便当。做为生命科学研究重要的尝试动物资本平台，为科技立异供给普遍的尝试动物样本资本；做为科学数据产生的次要来源，高效提拔科学数据产生的量量和才能；做为科学数据资本办理的关键平台，供给高效便利的存算一体共享平台；做为科学数据资本立异操纵不成或缺的大脑，为数据立异操纵打造生命科学范畴新基建。

党的二十大陈述提到，推进安康中国建立，把保障人民生命安康放在优先开展的战略位置。广州安康院党委书记、副院长段子渊表达，广州安康院将以党的二十大精神为指引，以国度战略需求为导向，聚焦主责主业，以强烈的任务担任、忧患意识和斗争精神，狠抓工做落实，凝心聚力，停止原创性引领性科技攻关，加强自主立异才能，围绕研究院“十四五”规划，积极推进细胞谱系大设备、“国重”重组、“十四五”规划施行三大攻坚使命的合成落实，以现实动作践行立异驱动开展战略，为提拔国度战略科技力量的整体效能做出主力军的奉献。

原载2022 年11 月7 日《中国科学报》第2 版，做者：墨汉斌黄博纯