COVID-19 診断のためのゲノム配列決定

Alibaba Cloud DAMO 全ゲノム配列分析 (Alibaba Cloud DAMO Whole Genome Sequence Analysis) は、サンプルからレポートまでの COVID-19 ウイルスゲノム配列決定のソリューションであり、医療機関にウイルススクリーニング、診断、および分析機能を提供します。 このソリューションは、20 個のサンプルを並行して実験する場合のデータ分析時間を 0.5 時間に大幅に短縮し、平均 43.5 分以内に 1 つのサンプルを診断できます。

プログラム概要:Free Computational and AI Platforms to Help Research, Analyze and Combat COVID-19 (COVID-19 に対する研究・分析・闘いを支援するための無料の計算・AI プラットフォーム。以下、「プログラム」と呼びます) は、COVID-19 の研究分析および予防のために世界中の疾病管理センターおよびゲノム研究機関をサポートすることを目的としています。このテクノロジーの利用には当社の承認を受ける必要があります。研究プロジェクトのサマリーおよび内容説明を wanqing.hwq@alibaba-inc.com に送信してください。すべての提出物は技術的な実現可能性についてレビューを受け、適格と見なされた申請者には、さらなる詳細と審査プロセスの次のステップについて連絡があります。審査に合格すると、申請者はプロジェクトに応じた一定量のクーポンを取得します。これは 3 か月間有効です。このクーポンは、HPC、ECS、および GPU を含むすべての Alibaba Cloud 製品で使用できます。ただし、マーケットプレイス製品とサードパーティ製品は除きます。
免責事項:以下の情報は、診断その他の臨床的な見解を提供していると解釈すべきではありません。それらは、その国・地域で免許を持つ医療専門家のみが提供すべきものです。 参照されたデータは、本概要の執筆時点のものであり、Alibaba Cloud はその正確性や性能についての保証を行わないことを明記します。
注意:上記の文章が示す具体的な内容については、「迅速かつ正確なテスト」を参照してください。

概要

2020 年 2 月 5 日に、中国の国家衛生健康委員会は Diagnosis and Treatment Protocols for Patients with Novel Coronavirus Pneumonia (Trial Version 5, Revised) を公開し、 病原体の診断に推奨される医学的根拠として、呼吸器検体または血液検体のリアルタイム蛍光 RT-PCR 法による新規コロナウイルス核酸の検出、呼吸器検体または血液検体中の既知の新型コロナウイルスと相同性の高いウイルス遺伝子の配列決定が挙げられていることを強調しました。

Alibaba Cloud DAMO 全ゲノム配列分析は、ウイルスのゲノム配列分析をサンプルからレポートまで行うソリューションです。 COVID-19 の管理が必要な地域の疾病管理センター、病院の臨床検査センター、検疫のためのウイルススクリーニング、診断、分析能力を確立します。 ウイルスの遺伝子データのスクリーニング、自動分析、レポート生成を提供し、実験およびシーケンシング機能を備えた研究所の研究プラットフォームとしても機能します。

アルゴリズムとモデルの最適化により、20 サンプルを 14.5 時間以内に処理する高スループットで新型コロナウイルスの診断を完了させることができます (サンプルサイズとシーケンシングのスループットに依存します)。 核酸検出能力の不足、PCR 法の偽陰性率の高さ、世界中のウイルスの突然変異の可能性など、現在のテストアプローチの重要な問題の解決に役立ちます。

ソリューションハイライト

  • 地域的なアウトブレイクに対処するための迅速かつ正確なテスト

    全ゲノム配列決定法に基づくこの検出方法は、ウイルスの突然変異の見逃しを防ぐために正確で効果的であると考えられます。 このプロトコルは、実験ライブラリ、コンピュータシーケンシング、データ解析に関連する先端技術を統合し、配列分析の時間を短縮し、実験室での治療時間を短縮します。

  • コアアルゴリズムの最適化と COVID-19 の発展と変化の包括的な監視

    本ソリューションでは、COVID-19 ウイルス遺伝子の特徴を解析し、公開データセットから得られたデータをもとにアルゴリズムの学習手順を最適化し、解析プロセスを高速化するための分散・並列アルゴリズムを設計し、迅速なウイルススティッチング手法を開発しています。 さらに、AI アルゴリズムに基づく進化解析とタンパク質構造解析の設計は、ウイルスの進化源、進化時間、および三次元構造を発見するのに役立ちます。 このソリューションは、ウイルスワクチンや医薬品開発の基盤も提供します。

  • モジュラーでシンプルな操作と設定による迅速なデプロイと使いやすさ

    このソリューションは、ライブラリ構築装置、シーケンサー、コンピューター分析装置をシームレスに接続し、サンプルからレポートまでの全自動プロセスを実現します。 これは迅速にデプロイでき、Web ベースの操作インターフェイスを提供します。これにより、第一線の担当者はワンクリックでサンプルの分析を開始し、最終レポートを直接表示できます。 完全なシステムに加えて、お客様の既存の実験装置やシーケンシング装置をドッキングすることもできます。

サンプルからレポートまでのゲノム配列決定

Alibaba Cloud DAMO 全ゲノム配列分析は3種類の主要な出力を生成します。

診断レポート:配列分析および配列スプライシングによるウイルス配列との相同性解析による、カスタマイズされた最終報告書を作成。
進化分析:進化ツリー構築、ウイルス感染または進化のインテリジェント分析のタイムマップ、感染時間のインテリジェント分析。
構造解析:ウイルスタンパク質の二次構造と三次元構造の予測。

迅速かつ正確なテスト

このソリューションは、20 個のサンプルを並行して実験する場合のデータ分析時間を 0.5 時間に大幅に短縮し、43.5 分以内に 1 つのサンプルを診断できます。

注意:43.5 分という時間は、NextSeq 500 上での 30〜100 GB のテストのサンプルサイズに基づいて計算されます。 総診断時間は、20 サンプルの並列実験ごとに 14.5 時間で、そのうち実験室での構築に 3 時間、遺伝子シーケンシングに 11 時間、Alibaba Cloud DAMO 全ゲノム配列分析を利用したデータ解析に 0.5 時間を要します。 各サンプルの診断時間は 43.5 分で、これは 14.5 時間をサンプル数の 20 で割ったものです。 このテスト結果は、サンプルサイズとシーケンシングのスループットに応じて時間が変化することを示しています。

公的研究機関のための無料プログラム

Free Computational and AI Platforms to Help Research, Analyze and Combat COVID-19 (COVID-19 に対する研究・分析・闘いを支援するための無料の計算・AI プラットフォーム。以下、「プログラム」と呼びます) は、COVID-19 の研究分析および予防のために世界中の疾病管理センターおよびゲノム研究機関をサポートすることを目的としています。このテクノロジーの利用には当社の承認を受ける必要があります。研究プロジェクトのサマリーおよび内容説明を wanqing.hwq@alibaba-inc.com に送信してください。すべての提出物は技術的な実現可能性についてレビューを受け、適格と見なされた申請者には、さらなる詳細と審査プロセスの次のステップについて連絡があります。審査に合格すると、申請者はプロジェクトに応じた一定量のクーポンを取得できます。これは 3 か月間有効です。このクーポンは、HPC、ECS、および GPU を含むすべての Alibaba Cloud 製品で使用できます。ただし、マーケットプレイス製品とサードパーティ製品は除きます。

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リソース

ホワイトペーパー

Alibaba Cloud Helps Fight COVID-19 through Technology

Highlights Alibaba Cloud's cloud technologies, programs, and initiatives that are helping fight against the threat of COVID-19.

ホワイトペーパー

Whole Genome Sequencing Analysis for COVID-19

Explains technologies that help to accurately detect virus mutations and reduce the genetic analysis time.

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