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Relay Therapeutics 利用 AWS 加快药物研发

2020 年

Relay Therapeutics 是一家精准医药公司,通过利用对蛋白质运动的独到见解来改变药物发现过程。在实验室中测试有潜力的化合物之前,科学家们必须考虑一个至少含有近百亿种化合物的分子宇宙。他们需要对这个广泛的集合进行筛选,以得到最可能与生物靶点结合的 100-200 种化合物。

通过分析更多的化合物,科学家们更有可能找到能在实验室中进行测试的合适分子。在具有数千个 CPU 的典型本地数据中心中,分析十亿种化合物可能需要数月时间。在本地数据中心部署足够的 CPU 也可能需要高昂的成本,特别是由于此类分析具有“突发”性质。

研究员
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对包含数十亿行的表进行排序并非易事。通过使用 AWS 技术,我们可以有效地处理所有这些信息,这样一来,将有助于我们努力接近我们的最终目标——以前所未有的速度向患者提供药物。”

Pat Walters
Relay Therapeutics 计算高级副总裁

24 小时内处理数十亿种分子

通常,在传统的 IT 环境中,制药公司每次都要虚拟筛选几百万个化合物。Relay Therapeutics 决心将这个数字扩展到数十亿,并转而采用 Amazon Web Services(AWS)来解决这一挑战。“选择 AWS 而不是其他云提供商的主要因素是我们从一开始就获得了支持,”Relay Therapeutics 的计算高级副总裁 Pat Walters 说道。“而且,它一直都在帮助我们提高流程的效率。”

通过访问 AWS 上的近 100000 个 CPU,Relay Therapeutics 团队能够在一天内分析数十亿种化合物。它通过利用 Amazon Elastic Compute Cloud(Amazon EC2)竞价型实例 的弹性容量解决了 CPU 成本挑战,这类实例可以根据需要予以启动和关闭。
 
与按需型实例的定价相比,Relay Therapeutics 能够以高达 90% 的折扣来利用 AWS Cloud 中未使用的 Amazon EC2 容量。通过结合运用 AWS Batch(一种云原生编排服务)与竞价型实例,Relay Therapeutics 可以轻松扩展到每个虚拟筛选所需的 CPU 数量。

为科学家简化流程

在 AWS 上,该公司还简化了虚拟筛选,因此科学家可以使用开源脚本在 AWS Batch 上开始分析。然后,科学家可利用 Amazon Athena 快速分析数据,这是一种无需管理基础设施的无服务器查询服务。 

科学家无需担心复杂的编程,因此他们有更多时间来分析结果及优化药物研发过程。“若是在传统系统中,要手动编排这么多作业,简直会是一场噩梦。” Relay Therapeutics 的计算总监 Levi Pierce 说道。“但使用 AWS Batch 则可为我们节约大量时间。”

节省 50% 的计算成本

Pierce 估计,与在本地执行虚拟筛选相比,Amazon EC2 竞价型实例可将计算成本降低 50%。AWS 和 Relay Therapeutics 还在流程中内置了参数检查,以防止分析成本超出预算金额。“如果作业超出设置的费用阈值,则我们会收到警报,”Walters 解释道。“这告诉我们某个参数已关闭,因此我们可以终止作业或即时进行调整。”

即将实现:处理 100 亿种化合物

自部署 AWS 高性能计算解决方案以来,Relay Therapeutics 已经运行了 50 亿种化合物的多次筛选。由于 AWS 提供的可扩展性,科学家可以在同一移动蛋白质靶点的多个快照上运行筛选。  

Relay Therapeutics 预计,未来科学家可能能够虚拟筛选 100 亿种化合物的商用库,而这将需要集成机器学习来控制成本。AWS 数据中心 可用区Amazon EMR 将是这项工作的重要组成部分。

实现不可能

几年前,Relay Therapeutics 团队不会想到公司能以现在的规模运行虚拟筛查,即依靠科学家来分析包含数十亿行的表。“对包含数十亿行的表进行排序并非易事,”Walters 强调道。“通过使用 AWS 技术,我们可以有效地处理所有这些信息,这样一来,将有助于我们努力接近我们的最终目标 - 以前所未有的速度向患者提供药物。”

关于 Relay Therapeutics

Relay Therapeutics 总部位于马萨诸塞州,致力于制造对患者产生变革性影响的药物。该公司将前所未有的计算能力与结构生物学、生物物理学、化学和生物学领域的前沿实验方法相结合。

AWS 的优势

  • 在 1 天内分析 50 亿个分子化合物,而非几个月。
  • 降低 50% 的计算资源成本
  • 让科学家能够轻松运行复杂的分析
  • 验证分析参数以避免云成本超出预算
  • 根据每个分析作业的需要扩展计算资源


使用的 AWS 服务

AWS Batch

AWS Batch 让开发人员、科学家和工程师能够轻松高效地在 AWS 上运行成千上万个批处理计算作业。

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Amazon Athena

Amazon Athena 是一种交互式查询服务,让您能够轻松使用标准 SQL 分析 Amazon S3 中的数据。

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Amazon EC2 Spot 实例

Amazon EC2 Spot 实例让您可以利用 AWS 云中未使用的 EC2 容量。与按需型实例的价格相比,使用竞价型实例最高可以享受 90% 的折扣。

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