有两个研究团队选择了一条“人迹罕至”的路。他们通过使用 GPU 加速计算和深度学习探索新的遗传途径，寻找更有效的治疗方法来与癌症抗争。
NVIDIA 基金会（NVIDIA 员工主导的慈善组织）将向每个团队提供 200,000 美元的“计算出疗法”(Compute the Cure) 癌症研究资助金支持他们进一步的研究。
其中一支团队获得了一项惊人发现，即科学家通常在染色体上寻找极具破坏性的“驱动”基因（癌症进展的罪魁祸首），但许多此类基因并不在染色体上，而是在染色体外 DAN (ecDNA) 的环状片段上。
以 Paul Mischel 博士为首的路德维希癌症研究所 (Ludwig Institute Cancer Research)（位于圣迭戈）的研究人员计划利用高性能计算和 GPU 加速深度学习了解这些基因及其在癌症中的作用。
来自多伦多大学（简称 UofT）的另一个团队将利用 GPU 加速深度学习和 DNA 测序数据快速构建癌症“家谱”。该“家谱”能够揭示将健康细胞转变为恶性肿瘤的突变，还能让我们预测它们的进化情况。
支持癌症研究
这笔资助金是 NVIDIA 基金会的“计算出疗法”(Compute the Cure) 计划的一部分，该计划旨在支持研究人员利用创新计算技术在癌症诊断和治疗方面取得突破性进展。
一组 NVIDIA 员工在美国国家癌症研究所研究人员的支持下，从全世界提交的近 70 份提案中选出受试者。
找出癌症热点
对于 Paul Mischel 而言，这场斗争也是他个人的斗争：他的父亲在他 14 岁时因癌症去世。
Mischel 说：“我成为了一名病理学家，用我的双眼发现敌人。”他是路德维希癌症研究所 (Ludwig Institute Cancer Research) 分子病理学的负责人，同时还兼任加州大学圣迭戈分校的病理学教授。
今年二月份，Mischel 和他在 UCSD 大学的同事 Vineet Bafna 发现，超过半数的人类癌症的驱动基因位于染色体外的 ecDNA 上。这些基因的突变速度比其他类型更快，所以它们可能更容易产生抗药性，也更难以治疗。
“这些癌症的改变速度超乎想象，它们进展太快了。”Mischel 说道。
现在，包括博士后研究员 Elizabeth Brunk 在内的团队计划利用深度学习更精确地检测 ecDNA，并确定它如何改变细胞行为。通过利用深度学习分析大量癌症数据，研究人员希望找到在癌症发展中起关键作用的分子热点，并最终针对这些热点找到治疗方法。
癌症“家谱”
物种是通过一系列突变进化而来，癌症也一样。而癌症的突变可以让细胞逃脱免疫系统的攻击，或以不同于正常细胞生长的方式生长。
多伦多大学内唐纳利细胞与生物分子研究中心 (Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research) 的计算机科学和分子遗传学教授 Quaid Morris 和多伦多大学计算机科学系的教授 David Duvenaud 愿意为大家解释一下其发生原理。
他们计划通过 GPU 加速深度学习检测 DNA 测序数据中的模式，跟踪突变发生的时间和疾病的发展情况。他们还将研究癌症对治疗的反应，以及癌症的进化趋势，这可能会催生出新的治疗方法。Morris 和 Duvenaud 都是人工智能矢量研究 (Vector Institute for Artificial Intelligence) 的成员。
研究人员将针对每个肿瘤构建一个相当于家谱的结构。这个细致的工作是一个耗时数周的过程，但在“计算出疗法”(Compute the Cure) 计划的资助下，Morris 和 Duvenaud 计划开发一个 GPU 加速深度学习软件，将数周时间缩短到几秒钟。通过该软件，医生可以快速预测预后情况，然后选择相应的治疗方法。这些研究人员说，重建数以千计的这些癌症家谱将还将揭示不同病人的突变模式。
“我们越了解癌症发展情况和进展，以及哪些癌症属于危险类型（或有可能危险），就越容易提出新的治疗方法，并将癌症与现有治疗方法相匹配。”Morris 说。
该报道中的主要图片显示了癌细胞，其中标记为蓝色的是染色体，红色是导致癌症的破坏性“驱动”基因。路德维希癌症研究所 (Ludwig Institute Cancer Research) 的 Paul Mischel 博士发现，这些基因大多数都不在染色体上，而是在染色体外 DNA (ecDNA） 片段上。图片由 Paul Mischel 提供。