CNGBdb發(fā)布國內(nèi)首個基于區(qū)塊鏈和安全多方計算的新冠病毒基因組分析平臺

3月27日，由國家基因庫和華大區(qū)塊鏈共同開發(fā)的新型冠狀病毒基因組分析平臺在國家基因庫生命大數(shù)據(jù)平臺(CNGBdb)正式上線。

該分析平臺是我國首個基于區(qū)塊鏈和安全多方計算技術(shù)搭建而成的平臺，允許用戶在不公布己方數(shù)據(jù)的前提下，聯(lián)合其他科研人員協(xié)同分析并共享結(jié)果。其正式上線意味著生命科學(xué)大數(shù)據(jù)的安全共享和開發(fā)利用上了一個新臺階。

新型冠狀病毒基因組分析平臺

病毒基因組數(shù)據(jù)實時分析

有利于快速評估、應(yīng)對新發(fā)傳染病疫情

包含新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)在內(nèi)的新發(fā)傳染病，因其發(fā)病突然、不易控制、難以預(yù)測/防范等特點，傳播迅速且可能造成嚴(yán)重危害。目前，我國新型冠狀病毒肺炎疫情防控取得階段性成果，但在全球疫情不斷升級的情況下，防控任務(wù)依然艱巨。

最終戰(zhàn)勝疫情，關(guān)鍵要靠科技。利用新一代信息科學(xué)技術(shù)(云計算、區(qū)塊鏈、AI等)，能夠進(jìn)一步推動病毒基因組數(shù)據(jù)安全共享，實時追蹤病毒演化、監(jiān)測新型突變，為評估疫情風(fēng)險、啟動公共衛(wèi)生應(yīng)對措施及制定醫(yī)療對策提供更為全面、有效的數(shù)據(jù)支撐。

CNGBdb&華大區(qū)塊鏈協(xié)同創(chuàng)新

促進(jìn)新冠病毒基因組數(shù)據(jù)安全共享

為助力新冠病毒研究，CNGBdb聯(lián)合華大區(qū)塊鏈，基于Nextstrain分析和可視化工具開發(fā)上線了針對新冠病毒基因組的安全多方計算工具——“新型冠狀病毒基因組分析平臺”。該工具可實現(xiàn)如下功能：

1. 全面、實時的病毒演化樹

病毒演化樹圖譜

該工具展示了現(xiàn)有公開數(shù)據(jù)集(來自GISAID、NCBI、CNGBdb等)的演化樹分析結(jié)果，包括樣本序列演化關(guān)系、地理位置、采樣時間等，可實時追蹤病毒流行病學(xué)情況、預(yù)測未來毒株演化。此外，還能幫助用戶大大節(jié)約維護(hù)、更新數(shù)據(jù)集的時間成本。

2.保障用戶數(shù)據(jù)和計算過程的安全

安全多方計算示意圖

該工具支持單方、多方兩種計算模式。采用單方計算，用戶可以單獨針對自有數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，或者與平臺現(xiàn)有的公開數(shù)據(jù)合并計算，以預(yù)測毒株的演化;采用安全多方計算技術(shù)，用戶能夠以“雖彼此不可見，但可共享使用”(即“可用不可見”)的方式，與其他科研人員協(xié)同分析。同時結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，保證所有數(shù)據(jù)和計算過程均可回溯且不可篡改，并記錄數(shù)據(jù)使用次數(shù)，以體現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)度，促進(jìn)新冠病毒基因組數(shù)據(jù)的安全共享。

用戶數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)度展示圖

新型冠狀病毒基因組分析平臺是國家基因庫與華大區(qū)塊鏈結(jié)合自身優(yōu)勢協(xié)同創(chuàng)新的“抗疫利器”，將進(jìn)一步促進(jìn)新冠病毒基因組數(shù)據(jù)及相關(guān)演化分析結(jié)果的實時共享，為疫情防治提供有力支撐。該平臺后續(xù)還將上線隱私安全計算模塊，進(jìn)一步保障多方用戶協(xié)同計算過程中的數(shù)據(jù)安全性。

關(guān)于華大區(qū)塊鏈

華大區(qū)塊鏈團(tuán)隊是中國區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇理事會成員，參與兩項國家標(biāo)準(zhǔn)制定，并主導(dǎo)多項團(tuán)標(biāo)和地標(biāo)制定，曾榮獲由美國國立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health)舉辦的2019屆iDASH(基因數(shù)據(jù)隱私和安全大賽)大賽獎。

關(guān)于CNGBdb

深圳國家基因庫(CNGB)是由國家四部委批復(fù)建設(shè)的、我國首座存、讀、寫一體化的國家級綜合性生物遺傳資源基因庫，其搭建的國家基因庫生命大數(shù)據(jù)平臺(CNGBdb)已成為國內(nèi)最大的生命科學(xué)大數(shù)據(jù)中心之一。本次疫情中，CNGBdb作為GISAID的中國首個正式授權(quán)平臺，為用戶提供一站式數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。

引用：

1. 張曉芳, 刁天喜, 翟曉潔, et al. 軍隊?wèi)?yīng)對新發(fā)傳染病疫情策略研究[J]. 解放軍醫(yī)藥雜志, 2011, 23(2):70-73.

2. 世界衛(wèi)生組織官網(wǎng)

3. “求是網(wǎng)”公眾號：《在戰(zhàn)勝疫情中發(fā)揮科學(xué)技術(shù)的關(guān)鍵利器作用》

4. “BGI華大”公眾號：《華大區(qū)塊鏈技術(shù)斬獲國際基因數(shù)據(jù)隱私安全計算大獎》

5. “深圳國家基因庫”公眾號：《深圳國家基因庫成為全球共享流感數(shù)據(jù)倡議組織(GISAID)的中國首個正式授權(quán)機(jī)構(gòu)》

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