若要持續追蹤變種病毒,須對成千上萬病例快速進行基因組定序。這個過程能破解病毒的遺傳密碼,找出其變化情形。全球公共衛生機構都在尋找一些答案,像是:病毒變種速度多快?病毒內部開始產生什麼變化?這些變化是否會讓病毒更具傳染性,產生更嚴重的後果,還是都有可能?變種病毒散播的範圍有多廣?這些變種病毒對疫苗的效用有何影響?

 

為了盡快得到這些問題的答案,亟需展開即時基因組監測作業。新冠病毒基因組學英國聯盟 (COVID-19 Genomics UK) 每週對近 20,000 個病毒基因組進行定序,從而開啟了這一趨勢。美國疾病控制和預防中心 (CDC) 每週則處理多達 9,000 個基因組的定序作業。除此之外,全球診斷實驗室也在協助擴大處理的數量。

高效的監測除了有賴於資料儲存,還需要透過定序管道迅速處理讀取的原始資料,以取得可供操作的洞見分析。這種工作流程所需的高效能並行分析,低延遲和高IOPS,可能會讓所有舊式基礎架構備受考驗。因此,公共衛生機構和診斷實驗室需要更新基礎架構,才能確保高效地進行從採樣到發佈定序的流程。


資料收集、分析和分享背後的意義是什麼?Illumina、Ion Torrent和Oxford Nanopore的新一代定序平台,能就每項採樣產生高達100 GB的大量資料。針對重要的監測項目,每週能產生高達1至2 PB的原始資料。這些資料大多會定期上傳至公共儲存庫。然而,大部分實驗室仍將定序資料儲存在本地系統。而數量如此龐大的的資料所需的儲存架構,可能導致儲存成本不斷增加。

資料來源:疾病控制和預防中心、新冠病毒資料追蹤器

 

FLASHBLADE:專為達成高效能、新一代定序所打造的設計

Pure Storage®FlashBlade®是一款能橫向擴展的全快閃儲存架構,極適合用以支援基因組定序和分析流程,從而協助新冠病毒的監測工作。FlashBlade®能提供強大支援,對抗公共衛生未來面臨到的威脅。

 

「Pure 提供了大規模、迅速同時靈活的資料儲存功能,能隨著基因定序技術的發展而擴展。 它的速度快了兩倍,而成本只要原來的三分之一。

Andrew McArthur 博士,麥克馬斯特大學 (McMaster University)

您可以輕鬆部署、擴展並管理FlashBlade。它兼具並行性及平行處理能力,更能提供高效能。FlashBlade能加快主要分析步驟,例如將原始BCL檔案轉換成FASTQ格式的速度,最高可提升達24倍。除此之外,Pure的架構還能加速第二期和第三期分析的流程,包括基因組比對和變異偵測。這有助於提高實驗室的產能。不同於其他儲存架構,FlashBlade能線性擴展,而執行報告時間不會隨著工作負載的增加而需時更長。

 

麥克馬斯特大學(McMaster University)借助Pure之力,順利進行基因組學的工作

全球有20多個領先的定序實驗室都採用PureFlashBlade。舉例來說,麥克馬斯特大學(McMaster University)的麥克阿瑟實驗室(McArthur Lab)迅速採用FlashBlade來運作其開發的工具,而為國際社群帶來幫助。那種工具能協助研究人員確認病毒的傳播方式以及可能的演化。研究人員可透過新一代定序技術深入了解這種病毒,並以幾乎即時處理的時間,將病毒從生物樣本中分離。事實上,麥克阿瑟實驗室(McArthur Lab)小組也參與了分離活病毒的部分。 對於了解病毒感染人類的方式並試驗療法等方面,這項創舉極為重要。研究團隊借助 Pure 之力,讓取得洞見分析的時間從兩天縮短到3個小時。

「我們需要現代化的基礎架構來支援我們對抗超級病毒危機,危機已經開此擴大而且加劇,」實驗室負責人安德魯.麥克阿瑟(Andrew McArthur)博士表示。「Pure提供了大規模、迅速同時靈活的資料儲存功能,能隨著基因定序技術的發展而擴展。 它的速度快了兩倍,而成本只要原來的三分之一。」

類似麥克阿瑟(McArthur)的實驗室也會持續對抗新冠病毒,並密切關注公共衛生的其他新威脅。目前對新冠病毒監測數量仍然偏低。在美國公開資料庫上分享的基因組數量,不到美國感染總數的0.3%。相較之下,英國將近5%,丹麥12%,澳洲則將近60%。

隨著美國各州政府和CDC廣設更多實驗室,一定會繼續擴大監測範圍。定序實驗室必須擁有現代化的資料基礎架構,以持續找出解答並對抗隱形的病毒敵人。