美國(guó)最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)能永久性打敗新冠病毒嗎?

編譯 凌寒

馬蒂·海德（Marti Head）博士有一種不好的預(yù)感。那是2020年2月中旬。她剛剛結(jié)束工作旅行回到田納西州的家中。她自以為在某個(gè)地方被傳染了感冒，可能是在機(jī)場(chǎng)。

她身體上確實(shí)感覺很糟糕。但這種被她形容為“心里一麻”的不好感覺來(lái)自外界傳來(lái)的消息。傳染病方面的工作經(jīng)歷給海德提供了她所需要的關(guān)于新型冠狀病毒能做什么的全部信息。

所以，當(dāng)她開始流鼻涕、喉嚨發(fā)癢時(shí)，海德把自己和丈夫隔離。她并沒有躺在床上看垃圾電視節(jié)目來(lái)等待康復(fù)，而是蜷縮在家庭辦公室一角的隔離區(qū)域里——手里拿著紙巾和茶——開始追蹤。

海德是一名藥物神探。作為一名訓(xùn)練有素的計(jì)算機(jī)化學(xué)家，海德使用復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模擬來(lái)尋找一些分子，這些分子能夠破壞想要感染人類細(xì)胞的病毒的齒輪。海德在一家大型制藥公司工作了幾十年，尋找能夠?qū)共《靖腥疽l(fā)的疾?。ū热绨滩。┑乃幬?。但2020年2月，她已在田納西州的橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室任職。轉(zhuǎn)到公共部門就意味著海德有義務(wù)在危機(jī)時(shí)刻找到一些可能對(duì)公眾有益的東西，這也就意味著她有權(quán)限使用世界上最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)之一。

馬蒂·海德在Summit上的研究可能會(huì)發(fā)現(xiàn)治療感染者的藥物

當(dāng)抗擊COVID-19的戰(zhàn)爭(zhēng)正在全國(guó)各地的重癥監(jiān)護(hù)室和急診室進(jìn)行時(shí)，另一道防線正在田納西州集結(jié)。美國(guó)最聰明的計(jì)算機(jī)科學(xué)家正在將運(yùn)算速度為每秒200千兆次的超級(jí)計(jì)算機(jī)Summit打造成抗擊新冠病毒的機(jī)器。唯一的問(wèn)題是：即便疫情席卷全球，他們也必須保持機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，這就需要現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的持續(xù)監(jiān)控。

2020年1月，當(dāng)布朗森·梅瑟爾（Bronson Messer）博士決定回到橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室重操舊業(yè)時(shí)，他對(duì)自己說(shuō)，總得有人來(lái)做這件事。梅瑟爾是計(jì)算機(jī)天體物理學(xué)家，他喜歡把時(shí)間花在思考諸如“宇宙中的鈾都是從何而來(lái)？”之類的問(wèn)題上。從2010年到2011年，梅瑟爾曾在橡樹嶺領(lǐng)先計(jì)算中心擔(dān)任科學(xué)總監(jiān)一職，在這期間，他把自己的研究放在一邊。這項(xiàng)工作在很大程度上需要以犧牲自己的工作為代價(jià)，來(lái)幫助其他研究人員在Summit上實(shí)現(xiàn)他們的數(shù)據(jù)目標(biāo)。梅瑟爾說(shuō)，他想念科研生活，所以選擇離開。但在2019年底，該職位再次開放。梅瑟爾知道怎么操作，并說(shuō)服自己重返該崗位。然而，他不知道的是，這個(gè)角色在兩個(gè)月后將會(huì)變得多么混亂和高風(fēng)險(xiǎn)。

2020年3月22日，特朗普總統(tǒng)宣布成立COVID-19高性能計(jì)算聯(lián)盟，旨在將研究新冠肺炎相關(guān)解決方案的研究人員與包括Summit在內(nèi)的16臺(tái)國(guó)家級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行匹配。幾天之內(nèi)，梅瑟爾的辦公桌上就堆起了一堆項(xiàng)目，比如弄清COVID如何攻擊機(jī)體，以及尋找可能拯救生命的藥物。這些研究人員都需要占用Summit的時(shí)間。梅瑟爾則需要負(fù)責(zé)確保最聰明的頭腦和最有價(jià)值的項(xiàng)目能登上文件堆的頂端。到4月份時(shí)，他每周都要花三到四天的工作時(shí)間來(lái)給申請(qǐng)使用機(jī)器的研究人員分配使用時(shí)間。

布朗森·梅瑟爾和他的團(tuán)隊(duì)為通過(guò)Summit運(yùn)行的每一個(gè)查詢編寫代碼

當(dāng)提案涌入梅瑟爾的收件箱時(shí)，保羅·阿布斯頓（Paul Abston）正在試圖解決這一問(wèn)題，那就是，如果疫情發(fā)展到像預(yù)期的那樣嚴(yán)重，他將如何保持Summit繼續(xù)運(yùn)行。阿布斯頓是橡樹嶺領(lǐng)先計(jì)算中心的基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)營(yíng)小組負(fù)責(zé)人。他的職責(zé)就是保證燈火通明和電腦正常工作。隨著高性能計(jì)算聯(lián)盟的成立，Summit被指定為關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施——其重要程度等同于美國(guó)的電網(wǎng)和輸水管道——實(shí)際上它被要求保持在線?，F(xiàn)在，每一位從事Summit相關(guān)工作的員工都是必不可少的。如果中心出現(xiàn)停電、漏水或新冠疫情暴發(fā)，阿布斯頓必須想辦法保證它繼續(xù)嗡嗡作響。

說(shuō)它嗡嗡作響并不是夸張的說(shuō)法。超級(jí)計(jì)算機(jī)更像高倍望遠(yuǎn)鏡而不是筆記本電腦。Summit是由9 468個(gè)CPU和27 756個(gè)GPU組成的集合。他們被儲(chǔ)存在冰箱大小的機(jī)柜里，就像新兵訓(xùn)練營(yíng)的新兵一樣排成一排，隨時(shí)準(zhǔn)備接受命令。每個(gè)機(jī)柜內(nèi)有18個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含2個(gè)CPU和6個(gè)GPU。約300千米長(zhǎng)的高速電纜將所有的CPU和GPU連接起來(lái)。管道在天花板上穿進(jìn)穿出，輸送水來(lái)冷卻機(jī)柜，這一過(guò)程每小時(shí)消耗高達(dá)13兆瓦的電力——足夠?yàn)?萬(wàn)多戶家庭供電。步入放置Summit的建筑是一種聽覺體驗(yàn)，就像站在海邊一樣。

計(jì)算可以通過(guò)Summit被遠(yuǎn)程推送。但Summit畢竟是臺(tái)機(jī)器，是機(jī)器就會(huì)出故障。至少每周都會(huì)出現(xiàn)通訊問(wèn)題或存儲(chǔ)故障，導(dǎo)致某人的工作無(wú)法保存，阿布斯頓說(shuō)道。這些還只是軟件問(wèn)題。如果管道發(fā)生泄漏，那么流經(jīng)整個(gè)房間來(lái)冷卻機(jī)器的15 000升左右的水將會(huì)成為一場(chǎng)噩夢(mèng)。網(wǎng)絡(luò)攻擊或?qū)﹄娋W(wǎng)的攻擊也是如此。阿布斯頓的任務(wù)是保護(hù)很多東西——他需要一群工作人員的配合。最起碼要有一些人在崗，這就意味著阿布斯頓需要盡其所能阻止新冠疫情的暴發(fā)。

首先，他準(zhǔn)確審查了在同一時(shí)間里，他能允許最少多少人留在這棟大樓里。緊接著他檢查了員工的工作站。如果有些人的任務(wù)必須在狹小的空間里完成，那么他就會(huì)試著把他們轉(zhuǎn)移到可以單獨(dú)工作的地方。然后他考慮到了測(cè)試的問(wèn)題。值得慶幸的是，橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在疫情開始時(shí)就建立并開始運(yùn)行自己的測(cè)試設(shè)施。

這是組成Summit的260排機(jī)架之一

這是很有必要的。4月份的時(shí)候，田納西州每天都有數(shù)百例新病例。到了秋天，每日新增病例已達(dá)數(shù)千。在整個(gè)冬季，情況異常嚴(yán)峻，每日新增病例最多時(shí)超過(guò)1萬(wàn)，每日新增死亡病例也逾百例。盡管如此，阿布斯頓還是保持著一切運(yùn)轉(zhuǎn)正常。當(dāng)他的同事在被配偶或孩子感染需要隔離時(shí)，他會(huì)盡力做好日程安排。有時(shí)他就親自上陣填補(bǔ)空缺。但是，無(wú)論發(fā)生什么，阿布斯頓都不能讓暴發(fā)的新冠疫情阻止Summit的穩(wěn)步前進(jìn)。

雷·史密斯（Ray Smith）很喜歡講述這樣一個(gè)關(guān)于阿巴拉契亞山脈的24 000多公頃農(nóng)田如何成為美國(guó)科學(xué)的秘密中心的故事。1939年，愛因斯坦寫信給羅斯?？偨y(tǒng)，警告他使用鈾進(jìn)行裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可能會(huì)產(chǎn)生大量能量，他相信德國(guó)正在進(jìn)行這項(xiàng)研究?！八麄儞?dān)心自己會(huì)制造出炸彈?！毕饦鋷X市的歷史學(xué)家史密斯說(shuō)道。

羅斯福知道美國(guó)需要采取行動(dòng)。史密斯說(shuō)，羅斯福向時(shí)任參議院撥款委員會(huì)主席的肯尼斯·麥凱勒（Kenneth McKellar）參議員求助。他說(shuō)：“參議員，我需要投入一大筆錢來(lái)抵御戰(zhàn)爭(zhēng)。并且我不能讓媒體或任何人知道這筆錢的數(shù)額和用途。你能幫我嗎？”

這位來(lái)自田納西州的參議員回答說(shuō)，他能幫上這個(gè)忙——那么要在田納西州的什么地方開展工作呢？

1943年，克林頓工程師工程即后來(lái)的橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，在曼哈頓計(jì)劃的指導(dǎo)下建成并開始運(yùn)作，生產(chǎn)武器級(jí)钚。來(lái)自全國(guó)各地的科學(xué)家很快就來(lái)到一個(gè)地圖上沒有的新城鎮(zhèn)報(bào)到。

戰(zhàn)后，橡樹嶺仍然是科學(xué)中心。近年來(lái)，它以擁有全美最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)而聞名。傳統(tǒng)上講，我們談起超級(jí)計(jì)算機(jī)時(shí)主要是說(shuō)它們的計(jì)算速度能有多快。專業(yè)術(shù)語(yǔ)就是“FLOP”，也就是“浮點(diǎn)運(yùn)算”，橡樹嶺計(jì)算機(jī)與計(jì)算科學(xué)實(shí)驗(yàn)室副主任杰夫·尼科爾斯（Jeff Nichols）說(shuō)道。浮點(diǎn)運(yùn)算就是加法或乘法運(yùn)算，我們會(huì)以超級(jí)計(jì)算機(jī)每秒能做的運(yùn)算次數(shù)總和來(lái)給超級(jí)計(jì)算機(jī)打分。每秒可進(jìn)行一百萬(wàn)次運(yùn)算，就稱作百萬(wàn)次浮點(diǎn)運(yùn)算。每秒可進(jìn)行十億次運(yùn)算，就稱作十億次浮點(diǎn)運(yùn)算，萬(wàn)億次就稱作萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算。

Summit是一臺(tái)200千兆次浮點(diǎn)運(yùn)算的機(jī)器，這意味著它每秒可以進(jìn)行200千兆次運(yùn)算。但回溯到2009年左右，超級(jí)計(jì)算機(jī)的搭建者遇到的一大阻礙就是，如何繼續(xù)擴(kuò)大FLOP的容量而不讓這些機(jī)器變成消耗能源的怪物。尼科爾斯說(shuō)，當(dāng)時(shí)在橡樹嶺的超級(jí)計(jì)算機(jī)Jaguar每小時(shí)耗電量高達(dá)8.2兆瓦?！拔覀冎?，如果我們要把計(jì)算能力提高一倍，那么耗能也會(huì)增加一倍，但我們不能再這樣做?！彼f(shuō)道。

控制室監(jiān)控著Summit的37 224個(gè)處理器

為了尋找解決方案，超級(jí)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)者想知道他們是否可以使用游戲處理器來(lái)提高機(jī)器的能源效率。尼科爾斯說(shuō)，GPU的功能可能是CPU的10倍。然而，問(wèn)題在于它們沒有那么準(zhǔn)確。如果超人在跳躍的時(shí)候，他的腳并沒有完全觸碰到建筑物的邊緣，那么我們的想象力可以填補(bǔ)這個(gè)空白。如果一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)在進(jìn)行關(guān)鍵的藥物研究時(shí)錯(cuò)過(guò)了一次運(yùn)算，那臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)就沒用了。

尼克爾斯說(shuō)，Summit的搭建團(tuán)隊(duì)找到了總部位于加州圣克拉拉的GPU制造商N(yùn)VIDIA，詢問(wèn)他們是否可以制造出具有CPU精確度的GPU。通過(guò)改變芯片中使用硅的類型，NVIDIA成功實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)：他們創(chuàng)造出了能源效率高又能進(jìn)行精確計(jì)算的GPU。橡樹嶺第一臺(tái)使用GPU搭建的超級(jí)計(jì)算機(jī)被命名為Titan。它的能力強(qiáng)于Jaguar 10倍。2017年，Titan被Summit取代，同樣的，Summit的威力再次超過(guò)Titan 10倍。

當(dāng)然，威力大是好事，但這并不是唯一重要的事情。像海德和丹·雅各布森（Dan Jacobson）博士這樣的研究人員真正需要的是一臺(tái)智能型超級(jí)計(jì)算機(jī)。人工智能是Summit相對(duì)于Titan的最大優(yōu)勢(shì)，它允許超級(jí)計(jì)算機(jī)用戶建立模型，然后告訴機(jī)器尋找可能與模型相似的模式。如果沒有這種機(jī)器學(xué)習(xí)，你就只能讓一臺(tái)電腦去尋找精確匹配。這無(wú)助于尋找可能與病毒相結(jié)合的分子。如果沒有精確匹配，你的搜索就會(huì)一無(wú)所獲；而實(shí)際上，那些可能已經(jīng)足夠接近成功的東西卻被忽略了。機(jī)器學(xué)習(xí)讓研究人員可以非常具體地明確哪些結(jié)果是他們需要的和不需要的。如果電腦沒能給你想要的，你可以教它做得更好。

多虧了一種被稱為張量核的特殊類型的處理器核心，Summit在機(jī)器學(xué)習(xí)方面變得極為迅捷，且學(xué)習(xí)速度很快。張量核允許計(jì)算機(jī)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組和比較，以識(shí)別其中的關(guān)聯(lián)并查看它們是如何相互作用。普通核心會(huì)在運(yùn)算出現(xiàn)時(shí)將其敲出，但張量核心卻可以把這個(gè)運(yùn)算同有關(guān)聯(lián)的運(yùn)算進(jìn)行比較。

來(lái)自全國(guó)各地的科學(xué)家紛紛在Summit上申請(qǐng)新冠肺炎相關(guān)項(xiàng)目，并獲批了使用時(shí)間。但是，也許在該計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的兩個(gè)最重要的查詢恰好從科學(xué)范圍的兩端攻擊病毒。一個(gè)想知道新冠病毒如何攻擊機(jī)體，這樣我們就能更好了解這種疾?。涣硪粋€(gè)則想找到阻止病毒傳播的方法。

該實(shí)驗(yàn)室的雅各布森負(fù)責(zé)編寫代碼，以確切了解冠狀病毒的感染模式為何會(huì)是醫(yī)生之前從未見過(guò)的。雅各布森是計(jì)算生物學(xué)家，他的主要工作方向是系統(tǒng)生物學(xué)，包括在細(xì)胞水平上破譯生物有機(jī)體相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性，解開各種神經(jīng)精神疾病的病因，如阿爾茨海默病和自閉癥。

丹·雅各布森和他的團(tuán)隊(duì)在橡樹嶺的超級(jí)計(jì)算機(jī)上建模和分析生物系統(tǒng)

雅各布森早在我們其他人之前就一直關(guān)注著這場(chǎng)疫情。當(dāng)首例病例的報(bào)告出現(xiàn)時(shí)，他通過(guò)另一個(gè)項(xiàng)目聯(lián)系了大使館的工作人員。他立刻明白了人類可能面臨的麻煩。雅各布森說(shuō):“有幾次危急關(guān)頭，當(dāng)時(shí)我們都說(shuō)，是的，這次可能真的會(huì)非常糟糕?！?/p>

雅各布森在數(shù)據(jù)中尋找某種能夠揭示細(xì)胞內(nèi)部和細(xì)胞之間的分子關(guān)系究竟發(fā)生了什么的模式。一開始，沒有太多數(shù)據(jù)可以使用。但之后，隨著全球許多科學(xué)家暫停了其他研究，轉(zhuǎn)而從事與新冠病毒相關(guān)的科研項(xiàng)目，就像打開了消防水管，雅各布森想要所有的這些數(shù)據(jù)。他喜歡從整體上研究生物學(xué)，利用來(lái)自所有類型詢問(wèn)的大量數(shù)據(jù)來(lái)尋找系統(tǒng)之間的模式和有趣的交互作用。當(dāng)涉及冠狀病毒時(shí)，他積累了一切信息：基因表達(dá)信息、免疫系統(tǒng)信息、生理學(xué)數(shù)據(jù)、遺傳學(xué)數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、電子健康記錄、環(huán)境數(shù)據(jù)、微生物組數(shù)據(jù)和尸檢數(shù)據(jù)。目標(biāo)就是找到人們感染、發(fā)病、康復(fù)時(shí)變化的模式?？赐晁袞|西“可以讓我們發(fā)現(xiàn)原本經(jīng)常被忽略的東西。如果你一次只關(guān)注一個(gè)方面，你就是在采用非常傳統(tǒng)的方法”。他說(shuō)道。你可能會(huì)找到你想要的一個(gè)東西，但“你會(huì)忽略掉其他重要的東西，因?yàn)槟愕年P(guān)注點(diǎn)太狹窄”。

馬蒂·海德也想快點(diǎn)輪到她。在加入橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室之前，海德在制藥業(yè)巨頭葛蘭素史克工作了20年，其中有一部分時(shí)間是在尋找能夠攻擊細(xì)菌的藥物。而抗擊新冠病毒的難度明顯要大得多?！凹?xì)菌是活的，所以你可以殺死它們。他們會(huì)反擊，但你可以殺死它們?！彼f(shuō)道，“病毒并不是真正意義上的生命體，要?dú)⑺啦⒎钦嬲饬x上活著的東西要困難得多。”

海德的藥物搜尋寄希望于找到能夠從本質(zhì)上阻礙病毒運(yùn)作的分子，而不是直接殺死病毒。在一個(gè)案例中，她和她的同事開始主要研究蛋白酶，這種酶本質(zhì)上是將感染了冠狀病毒的細(xì)胞中的蛋白質(zhì)鏈切割成微小的蛋白質(zhì)片段，然后這些微小的蛋白質(zhì)片段就會(huì)執(zhí)行病毒的命令。海德需要大小和形狀都恰到好處的分子來(lái)與他們?cè)诘鞍酌干险业降男喜劢雍稀５谝徊绞蔷帉懸环N算法，該算法能從本質(zhì)上搜索大小和形狀都可能適合與病毒接合的分子。

但僅僅讓這兩個(gè)部分互相契合是不夠的，海德如是說(shuō)道：“蛋白質(zhì)并不會(huì)待在那里，以靜態(tài)的方式等待我們做點(diǎn)什么。它們一直在運(yùn)動(dòng)，這是它們的特性，所以我們需要了解這些運(yùn)動(dòng)?！?/p>

只有當(dāng)人們?yōu)樗帉懘a時(shí)，超級(jí)計(jì)算機(jī)才能稱得上超級(jí)。梅瑟爾說(shuō)，有一種錯(cuò)誤的概念，就是登錄Summit后，你只需要點(diǎn)擊能夠幫助你運(yùn)行查詢的程序就行了。Summit上絕大多數(shù)的運(yùn)算都需要有人來(lái)編寫所有的算法。研究人員編寫一些代碼，但從事代碼開發(fā)的研究生才是Summit的命脈，梅瑟爾補(bǔ)充道。

讓為這些項(xiàng)目編寫代碼變得困難的是，你想要尋找的答案極少是單一答案。因?yàn)槟悴⒉幌胫坏玫揭粋€(gè)答案，所以if-then的算法是行不通的。“當(dāng)我運(yùn)行天體物理學(xué)代碼時(shí)，最終是得不到答案的?！泵飞獱栒f(shuō)道。相反，他會(huì)看著一串可能為他指明答案的數(shù)據(jù)流產(chǎn)生出來(lái)。梅塞爾說(shuō)：“然后我必須深入到所有生成的數(shù)據(jù)中去，以便能夠推斷出一些科學(xué)見解?！?/p>

要弄清楚為什么冠狀病毒會(huì)讓這么多人生病，雅各布森也必須深入到一大堆亂糟糟的數(shù)據(jù)中。

雅各布森從一開始就在關(guān)注病毒是如何附著在細(xì)胞上。這一點(diǎn)他已經(jīng)知道了：新冠病毒的目標(biāo)是ACE2蛋白質(zhì)，這不是病毒通常會(huì)結(jié)合的典型受體。當(dāng)他開始研究其他冠狀病毒——比如引起普通感冒的冠狀病毒——的數(shù)據(jù)時(shí)，他意識(shí)到，許多冠狀病毒是以腎素-血管緊張素系統(tǒng)（RAS）中的目標(biāo)蛋白質(zhì)作為進(jìn)入細(xì)胞的切入點(diǎn)。RAS部分負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)血壓以及液體和電解質(zhì)平衡。雅各布森認(rèn)為他應(yīng)該從那里開始。

此前，新冠病毒似乎只是一種呼吸系統(tǒng)疾病的病毒，所以靶向RAS有點(diǎn)出乎意料。他的下一步是使用Summit來(lái)評(píng)估來(lái)自感染和未感染患者的肺組織樣本中的基因表達(dá)。Summit進(jìn)行了搜索，完成了25億次運(yùn)算。這項(xiàng)分析產(chǎn)出了一批數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)揭示了正常情況下基因是如何被調(diào)控的，以及這些調(diào)控模式是如何因SARS-CoV-2感染而急劇改變的。

“然后，我靈光乍現(xiàn)。在我的職業(yè)生涯中，因?yàn)殪`光乍現(xiàn)的瞬間而有所發(fā)現(xiàn)的情況并不多見?！毖鸥鞑忌f(shuō)道。但數(shù)據(jù)明確顯示：新冠病毒導(dǎo)致了RAS的大規(guī)模失調(diào)。

雅各布森繼續(xù)在Summit上工作。由于計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力，雅各布森能夠看到許多細(xì)胞功能的變化——從炎癥和滲透反應(yīng)到透明質(zhì)酸的合成和降解，再到電解質(zhì)平衡和凝聚，都以某種方式與RAS相關(guān)。從結(jié)果數(shù)據(jù)集可以清楚看到：RAS和胰舒血管素-激肽（緩激肽）系統(tǒng)之間發(fā)生了一些奇怪的事情，這兩種系統(tǒng)都在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮作用?！叭缓笪覀兩钊胙凶x了臨床文獻(xiàn)，以了解當(dāng)這些系統(tǒng)失調(diào)時(shí)會(huì)發(fā)生什么?！彼f(shuō)道，“你看看身體不同部位的這些預(yù)測(cè)癥狀，它們與COVID-19的情況十分吻合?！?/p>

這項(xiàng)研究幫助我們重新定義了對(duì)新冠的討論，它既是一種呼吸系統(tǒng)疾病，也是一種血管疾病。緩激肽系統(tǒng)的失調(diào)會(huì)導(dǎo)致血管原發(fā)性滲漏——這就能夠解釋為什么醫(yī)生會(huì)在患者的肺部看到那么多液體。多虧了Summit和雅各布森以及相似科研團(tuán)隊(duì)的研究，臨床醫(yī)生開始考慮維生素D——一種已知的RAS調(diào)節(jié)因子——是否可能幫助到一些患者。雖然只是走到戶外、曬曬太陽(yáng)肯定無(wú)法預(yù)防新冠，但有證據(jù)表明，它可以降低感染的嚴(yán)重性。

同樣，緩激肽假說(shuō)將作為緩激肽B2受體拮抗劑的藥物艾替班特帶入了臨床試驗(yàn)。盡管這些藥物不是治療新冠的靈丹妙藥，但緩激肽假說(shuō)正在幫助醫(yī)生了解他們所看到的情況。

當(dāng)雅各布森還在研究嚴(yán)重疾病的病因時(shí)，海德卻在忙活另一件事，她在尋找一種能夠戰(zhàn)勝這種嚴(yán)重疾病的藥物。

尋找藥物需要很大耐心。雖然海德?lián)碛性S多專利，并在藥物測(cè)試過(guò)程中對(duì)一些分子進(jìn)行了相當(dāng)深入的研究，但她還沒有找到一種能夠作為有效藥物進(jìn)入市場(chǎng)的分子。在開發(fā)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題太多了：也許這個(gè)分子只在實(shí)驗(yàn)室條件下能與蛋白質(zhì)接合；或者，它被注射到小鼠體內(nèi)時(shí)可能有效，但以膠囊的形式吞下后，在胃酸的作用下就無(wú)法存活。

“我們需要的它就是萬(wàn)里挑一?！彼f(shuō)道。這一說(shuō)法為我們描述了找到一種符合全部條件的分子的概率。

多虧Summit，海德找到了這個(gè)萬(wàn)里挑一的線索。它叫作MCULE-5948770040，它能夠結(jié)合并抑制主要蛋白酶。2021年3月下旬，她發(fā)表了一篇預(yù)印本論文，目前正在接受同行評(píng)審。與此同時(shí)，新的變種使她的工作更加重要。到目前為止，疫苗似乎對(duì)新變種是有效的，但是如果情況發(fā)生變化，那么治療方法將再次成為抗擊新冠的最寶貴工具。拜登政府2021年6月宣布：為與海德等人的藥物開發(fā)項(xiàng)目提供30億美元資金，以強(qiáng)調(diào)開發(fā)有效新冠藥物的重要性。

但海德的想法超出了變種的范圍。她真正希望構(gòu)建的是代碼，這是抗擊下一次疫病大流行的出發(fā)點(diǎn)，因?yàn)榭倳?huì)有下一波疫情。“我們希望這些平臺(tái)做好準(zhǔn)備，這樣我們就可以迅速應(yīng)對(duì)下一次寨卡、埃博拉、流感和冠狀病毒?！彼f(shuō)道，“上天保佑，只要我們?cè)敢獬掷m(xù)投入并保持警惕，當(dāng)SARS-CoV-3來(lái)臨時(shí)，我們就會(huì)有數(shù)據(jù)、平臺(tái)和全球各地的人來(lái)應(yīng)對(duì)?！?/p>

資料來(lái)源 Popular Mechanics