Saturday, April 23, 2016

多哈速度

2016年4月17-19日,我作为特邀讲员和IBM代表参加了在多哈举行的卡塔尔国家基因项目(Qatar Genome Project, QGP)研讨会。


这座位于卡塔尔国家会议中心(QNCC)的巨型蜘蛛雕塑可能是基因项目的最好表证。第一: 它是目前全球最大规模的国家级基因项目,目标是测序全国人口约35万(相比之下,英国的国家级项目为10万人); 第二:它已经而且会加速生成海量级数据;第三:对基因技术的保护和应用的监督将日趋重要,否则这只巨型变异蜘蛛就是一个幽默的警示。

卡塔尔国家基因项目研讨会现场。大概有近百位来自世界各地的学者专家和供应商代表参加。

这张投影图显示全球范围内新一代基因测序技术的应用热点:美国的中部和东部、欧洲的英德、中国是最热点,中东属于第二梯队,但能上榜主要归功于QGP。

这是来自中国的无锡Nextcode公司在讲解他们的远程基因医疗分析服务。在研讨会中能感受到中国在这个领域的影响力:华大基因(BGI)也是QGP的战略伙伴,华大的Magic Fang也在列席发言者中。

研讨会期间参观Sidra科研中心的测序实验室。Sidra科研部是QGP的主力军,不仅提供大规模测序,而且也进行全程数据处理和分析。和我合影的就是Sidra生科信息分析教授Ramzi。我们身后的白色机器就是一台高速测序仪,其单价就过百万美元,而QGP拥有10台这样的机器 。

2013年10月我第一次来到多哈,帮Sidra设计和组装了超级电脑和相应的大规模存储。2014年5月在多哈举行的第一次研讨会上,QGP正式宣布开始,而那时我们的超算系统已经升级了三次,应对能力绰绰有余。在随后的两年里,Sidra完成了2500套人类全基因测序和数据分析。

这是怎样一种速度呢?让我们来做个比较:人类第一套全基因测序是2003年完成的,历时13年耗资40亿美元,动用了来自6个国家20所大学和研究机构的科技资源和人力(其中包括我研究生在读的华盛顿大学遗传系和测序中心)。这项全球性项目也拉开了中国的基因科技的序幕,当时从中科院开始的项目团队后来去了深圳成立了华大基因。又一个13年过去到今天,基因测序和分析技术有了飞跃式的发展,从人体样本收集到完成测序和数据分析,现在可以在一周内完成。从13年到1周,这是700倍的提速;从那时上万科研人员的前赴后继到现在几乎全自动化的无硝烟流程,这又是何等的跃进!


现在基因分析和诊断已经成为发达国家精准医疗的必备基础设施。对于后来的发展中国家,动用国家力量和财富来追赶甚至超越西方,像卡塔尔的就是一项范例。2005年、被石油财富淹没的卡塔尔王室决定投资80亿开建Sidra医院及科研中心,力图使之成为中东乃至世界级医疗科研中心。这其中也有很实际的愿望就是发展现代医疗基础设施,那样本地的王室精贵和石油大亨看病就不用拔山涉水去欧美的一流医院如Mayo Clinic了。

2007年Sidra医院的建筑设计完成,然后从2009年开始动工建设,成为多哈甚至中东令人瞩目的工程。医院大楼由西方著名建筑师Cesar Pelli设计,可以说在多哈这个新的建筑万国博览城市里也能脱颖而出。它外形有如三个贝壳竖着嵌入在横卧的沙滩城堡,在中东单调的沙色平原上宛如天外来客。


在2013年10月我第一次来多哈参与QGP的超算系统设计时,当时的Sidra科研部首席科学家带我们参观了即将落成的医院大楼,里面从意大利式的装饰到俄罗斯的大理石面板,可谓流光溢彩,步步惊心。主任骄傲地宣告医院会在2014年内开张,相应的基因项目就可以直接从病人那儿采样了。

在那之后的半年时间里,IBM和Sidra合作以破纪录的速度建成了中东地区最先进的基因分析和存储系统。大家心里诚惶诚恐地等待医院的开门,潮水般的病人和大数据的到来。

谁知医院的开门因建设工程的拖滞一延再延,至今仍遥遥无期。期间Sidra研究部被授予了QGP项目开始在世界各地广纳贤才,但不停到来的科研人员也和元老们一样在多哈的高楼森林和迷宫般的街道里折腾。研究部工作点搬了三次家,终于在今年初落户到了Sidra医院大楼完工的一翼(在最左面的哪个贝壳之左外侧)。这也是我今天能正式参观的唯一一层楼。

参观开会完走出Sidra大楼,我拍了这张照,可以看到医院后面空荡荡的停车场的一角。大楼里面除了研究部外,也到处空空如也与2014年几乎没有任何变化。Sidra外的大街还是硝烟弥漫地在建设中,与多哈紊乱的市政特别是交通建设交相辉映。

所以有一种多哈式的速度,刻意快速的开始和美好的映像,如夜空里灿烂的烟花或是闪电,带来震撼人心的影响,但流星快快划过天空,虎头慢慢降为蛇尾,从市区内星星点点的烂尾楼和四不通八不达的永远在施工的道路就可以略知其一。

当然还有另一种多哈速度,有科学和技术的互相促进,有规划和计划的协调,也有外来力量的激发和监督,所以可以
有高效和高质的成果。到今年6月QGP第一阶段结束时,完成全基因测序的数字将会升到3000套,使卡塔尔拥有全世界最大的单国人类基因样本群,并以此进行开创性的科学研究和医疗应用。

和Sidra告别,真希望下次再来多哈时医院可以完工开业,基因测序和诊断可以在病患中展开,使卡塔尔的人民可以开始得益于他们的眼光与投资,也为世界做一个开拓者的成功榜样。虽然我不是一个中立的旁观者,还是祝愿这项全球瞩目的基因计划继续如飞快的阿拉伯羚羊(oryx)般向前奔,而不要沦落为迟钝的白色大象(white elephant)或是展览中心里那凝固在时空中的黑色蜘蛛。

初稿于2016年4月24日圣路易斯


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