案例七
融合超算的多尺度生物信息计算平台及疾病诊治应用
(牵头单位:中山大学孙逸仙纪念医院)
所属赛道:医疗健康
获得奖项:国赛优秀奖-技术创新奖、广东分赛一等奖
参与单位:中山大学、广州数据集团有限公司、广东精点数据科技股份有限公司
项目介绍:随着医疗信息化的发展,医疗系统积累了海量的医疗表型数据,例如,申请人团队前期依托中山大学孙逸仙纪念医院构建了拥有超百万人生物医学大数据平台,包括10年145个专科的多模态数据,为院内900多个项目提供数据支持。然而,多模态组学大数据从各个角度、不同时间和空间尺度、及不同模式形态来衡量个体的状态,需要研究新的多模态数据分析和计算方法,才能对这些跨尺度数据进行关联和有机整合,从而实现疾病的精准诊断和医疗以及药物准确设计。
为了充分利用这些多模态大数据,国内外科学家开发了大量的针对性分析软件。然而受限于数据体量庞大、分析软件众多并且更新快以及分析过程中涉及的计算量过于庞大等问题,各类分析方法主要以独立软件存在,或者由各个研究组提供单一功能服务。同时,当前的单个数据都在GB级别,总量已接近EB,传统的计算机难以存储并有效地处理这些大数据,更加难以开展跨多尺度的数据分析和计算。因此,建设具备自主可控能力的高性能生物信息计算应用平台服务体系,将有力支撑高效便捷的医疗应用服务,显著提升优质医疗资源的覆盖范围和服务效率。核心优势包括:
一、创新性
1.基于超算的多尺度信息融合计算平台,提供准确可靠药物研发服务。结合超算和智算建立第一性原理计算的智能代理模型,实现准确的生物分子性质及相互作用预测,支持构建更高质量的生物多尺度知识图谱,驱动多尺度生物信息融合,形成一整套生物多尺度信息有效关联和融合计算技术体系。
2.多源高质量生物知识图谱。整合公共数据库、医院数据等多源原子、碱基、细胞、表型数据,并构建知识图谱。
3.知识驱动的多尺度生物信息融合的计算示范应用。
平台已经在国内多个单位进行应用:广州国家实验室联合开展疫苗设计,清华大学开展抗体优化和设计,中国科学院过程所合作开展佐剂设计,晶泰科技和星药科技等多家公司建立了深度的产学研合作,中山大学孙逸仙纪念医院进行辅助诊断等方面的应用。应用成果体现了推动了产学研结合,丰富了生物知识图谱数据库,进一步优化平台。

图:平台技术架构图
二、有效性和推广性
1.提高PROTAC类型的药物设计的成功率(50%)并缩短研发时间。利用该平台进行生成模型的优化,筛选出得到了51个新颖、药代性质良好代表性化合物,利用分子动力学模拟计算,挑选了6个PROTAC分子。通过化学合成和生物实验验证3个分子达到了对靶基因的抑制活性,细胞和动物实验表明一个先导化合物具有对肿瘤细胞高抗增殖效力和良好药代动力学,半衰期为2.2小时,是此前最好化合物dBET4的四倍。相关论文发表于NatureMach Intell 2022:739(通讯作者)。系统在上市公司晶泰科技进行应用。
2.融合模拟计算的分子智能生成新范式,实现高效准确的药物分子设计。针对肿瘤靶基因的示范应用,49天即完成候选化合物的设计和生物实验验证,远快于传统方法(一般需要2年以上)。系统在上市公司晶泰科技进行应用。
3.智能病人分型辅助诊断系统。通过人工智能方法整合电子病历、影像、实验室检测等,实现对乳腺癌化疗后病人的精准分析预测和对病人进行精细化分型,识别疾病亚型、发展阶段及潜在风险因素,提升诊断效率与准确性,降低误诊、漏诊率,早期开展精准治疗,显示了模型的临床适用性。
案例八
构建即时服务气象数据中枢 赋能低空经济安全增效
(牵头单位:广州市气象服务中心)
所属赛道:气象服务
获得奖项:国赛优秀奖-技术创新奖、广东分赛二等奖
参与单位:广州市粤港澳大湾区气象智能装备研究中心、广州海格通信集团股份有限公司、中国移动通信集团广东有限公司、中国电信股份有限公司广州分公司
项目介绍:低空经济是国家战略性新兴产业,安全是其发展的核心瓶颈。针对低空气象服务长期存在的数据分散“看不全”、传输滞后“送不快”、产品粗放“用不好”三大痛点,作为全国低空经济气象保障先行试点城市,广州构建了即时服务气象数据融合中枢,实现多源数据的秒级汇聚、融合与服务输出,系统性支撑低空飞行安全与效率提升,赋能低空经济安全健康发展。
核心能力上,项目首创“政府主导、企业参与、产学研用联创”模式,44家企业加入产学研用联盟,19家企业在广州4个场景布设了39台激光测风雷达观测设备。聚焦飞行前、中、后全流程,构建即时服务气象数据融合中枢,形成采集、传输、融合和产品创新四大核心能力:一是实现多源气象要素秒级汇集;二是实现智能气象数据产品秒级到端;三是实现米级超高时空分辨率三维风场30秒构建;四是实现26种低空飞行气象服务产品精准推送。为城市治理、低空物流、文旅观光等低空飞行场景提供精准气象保障服务。

图:广州低空飞行气象数据服务平台
应用成效上,基于平台提供的气象数据融入市区低空飞行管理服务平台,为政府监管和企业运营提供飞行前、飞行中、飞行后全流程气象保障。在2025年广州基孔肯雅热疫情防控等实战中,为无人机消杀任务提供了精准的气象窗口期,全程护航飞行安全。项目形成观测设备的众建、核心技术的众筹、应用场景的众创,以法规构建组织保障体系,以平台支撑落地实施的数据赋能低空经济气象保障“广州模式”,具备全国推广价值。
案例九
数据要素赋能优质文化资源直达基层——“文化广东”公共服务平台
(牵头单位:广东省文化和旅游发展与保障中心)
所属赛道:文化旅游
获得奖项:国赛优秀奖-应用实践奖、广东分赛一等奖
参与单位:中国电信股份有限公司广东分公司
项目介绍:为落实党的二十届三中全会“完善公共文化服务体系,建立优质文化资源直达基层机制”的全面深化改革任务,建设更高水平的文化强省,在广东省文化和旅游厅的指导下,省文化和旅游发展与保障中心创新打造了“文化广东”一站式数字文化公共服务平台,努力解决文化旅游领域数据壁垒、数据供给不稳定、存量数据治理应用的驱动力不足、无法精准匹配的群众需求等问题。
一、核心能力
平台深入落实数字政府建设推动数字文化发展的任务,广东首创的公共文化服务共同体理念,采用“数字广东2.0数字基座+应用”集约发展路线,将公共数据直接融入数字文化公共服务的业务全流程。独立制定全国首个文旅公共数据采集规范的省级地方标准,跨专业、跨层级、跨地区汇聚公共文化、艺术演出、文化遗产保护等3个子行业14个专业领域的多模态高质量数据。探索公共文化数据基础设施建设,为全省5个垂直“条数据”、21个“块数据”提供支撑服务。

图:“文化广东”平台技术路线图
二、应用成效
平台打破传统公共文化云由文化馆为主的单一服务应用场景,创新培育全民艺术普及、全民阅读等5个数据应用场景,艺术晚课堂等10个群众服务场景,实现文化公共服务供给和需求的精准对接。创新构建省市联动、跨部门协同的数据长效运营机制和公共文化数据服务平台驱动模式,推动公共文化服务共同体数字化发展,在全省统筹下将省一级和发达地区的优质文化数据资源直达发展不均衡地区的基层,为“人工智能+文化旅游”奠定坚实基础。
来源:广州市政务服务和数据管理局
编辑:郑旭艳、叶泽霓、张晓琴

