参与分布式计算！与艾滋病作斗争！

姜懿郎

首先我郑重而严肃的声明：这绝不是广告，我发表此文纯粹是出于自己的良心而非个人经济利益。
1.世界健康的共同威胁
根据UNAIDS (July 2002)，从HIV病毒传播开始的20年内，6000万人已经感染上了AIDS病。2001年，AIDS夺去了全球300万人的生命。
在受影响最严重的45个国家里，预计在2000年与2020年期间将有6800万人因为AIDS而死去。而在非洲就预计5500万人受到直接或间接的影响。
在很多国家，AIDS正几十几十年的降低平均寿命。现在北部非洲的人平均年龄是47岁。如果没有AIDS，将会是62岁。博茨瓦纳（一个南非国家，AIDS流行率高达38%，世界第一）的平均寿命已经降低到了40岁以下——在这个国家1950年前还从来没有到达这个危险程度。
儿童和年轻人在流行期间最容易被感染。在北部非洲7个国家，因为HIV/AIDS，5岁以下儿童死亡率高达20-40%。在南部非洲，预计在2010-2015年间，现15-34岁和AIDS有关系的人群死亡数目将达到最高峰，估计有17个周期，死去的人和没感染上的人一样多。
当前HIV的流行告诉我们一个人一生都有可能感染。在莱索托（非洲一个小王国），如果一个人闯过了15个高发时期，那么在他（她）50岁生日时仍然有74%的几率感染上AIDS。甚至在圭亚那(拉丁美洲)，虽然流行率相比之下降低了2.6%，但是在15岁与50岁之间的人群仍然有19%的几率被感染。
2000年7月联合国HIV/AIDS组织（UNAIDS）报告：
到目前为止已经有1900万与HIV/AIDS有关系的人死去
在这些人中400万是15岁以下的儿童
1999年死去的300万人中，500000是儿童
1999年，每11.2秒就新增加一与AIDS有关的死亡案例，每5.4秒就新增加一AIDS患者。
北部非洲十几岁的儿童中，在他们的30年中接近一半受到会成年人的影响。
您的计算机空闲的能力对我们FightAIDS@HOME至关重要
HIV是“粗心的抄写员”，换种方法说，每次分裂复制时都会产生错误。事实上，预计每天在一个患者上可以新增加10亿个突变异种基因。这是我们最清楚的目标。我们的目标是找出能够抵抗HIV的蛋白酶抑制药物。
通过使用适合Intetnet分布式运算的AutoDock软件，我们的小组可以同时考查数百万种新药物的设计，看看它们怎样对抗具有抗药性的HIV异型变种。
2. “什么是FightAIDS@home？”
FightAIDS@Home 是首先作为生物医药方面的分布式项目启动并运行的。它由Scripps研究学会主持由Olson实验室管理，并且使用你的计算机进行基础研究，以增进我们对艾滋病的理解。
3.“为什么要参加？”
全世界大约有四千两百万人居住在艾滋病发病区或周边地区。艾滋病毒的变异和扩展非常的快。 抗药性也在上升。它来自于自然界，以艾滋病毒的形象出现，现在我们要对抗这个真正的持久的问题，超过任何其他对人类的威胁。
我们需要每一台计算机的加入! 你的CPU可以帮助我们研究变异了的艾滋病毒以便从数以百计的化合物中找到可以对抗它的药物。而在以前要做到这些必须使用昂贵的超级计算机。 FightAIDS@home借由你的计算机连接到全球的“网格”；加速对艾滋病的研究。
4.“关于FightAIDS@home”
对于Entropia帮助推广FightAIDS@home项目，我们对他们的帮助表示感谢，但是到2003年5月，FightAIDS@home将不再于Entropia合作。
5.您如何帮助我们
在反抗艾滋病的战斗中我们非常需要您的帮助。在二十世纪八十年代中期，HIV开始爆发并且以惊人的速 率递增。将近二十年后，科学技术的发展可以让您仅仅通过使用您自己的计算机运行程序就可以为人 类共同的事业做贡献。
如果您支持我们的FightAIDS@HOME计划，您可以只需下载一个程序，在您计算机的后台运行它。这个软件叫做“FightAIDS@home客户端程序"。 它处理信息（我们使用了一个叫做AutoDock的软件实现它），分析可能适合的药物。
FightAIDS@home客户端使用一切可能被浪费的处理器运算资源去分析模型、设计新的药物来逐步攻克艾滋病。当你的计算机 完成了FightAIDS@home的一次计算，计算的结果将打包发送到斯克里普斯研究所的站点，为我们的研究 员提供有价值的信息。
当你计算机中有其他的程序需要处理器处理时，FightAIDS@home将自动的释放资源以让其他程序优先使用。
下载FightAIDS@home，让您的计算机与众不同。
6.探索过程
计算科学家们指导我们在科学研究使用计算模型。他们编写特殊的程序（或者使用别人开发的软件）将物理、化学和生物学等自然科学转换成数学语言计算。这可以在人体内表现出精确的化学变化（比如分子互相是怎样分裂的），可以预报诸如飓风的行进路线，预报二氧化碳在大气层里对我们的影响。
在Olson实验室的我们正在使用计算模型鉴定候选药物的形状及化学特性来寻找抑制HIV的生物蛋白酶。一般是用一个依照NIGMS/NIH叫做“基于结构的药物设计”（Structure-Based Drug Design）的方法。它现在已经对世界上的AIDS人群产生了戏剧性的影响。
HIV的生物蛋白酶由一个核心组成，当病毒成熟后就将它封锁起来，从而消除AIDS。
当一种候选药物由计算模型被鉴别出来后，他们就在实验室中被同步的制造出来，放到细胞群中测试。一小部分幸运的分子通过了好些年的毒副作用测试后，还需要临床测试和依照FDA严格的规定：终于，发明成功的药物就可以作为医生可作为处方的药物出售了。在Olson实验室的我们当然不是制造药品的，也不是为了经济利益（Scripps Research Institute是美国最大的公立非盈利性的研究组织）。我们只探索找到药物的新方法，比如，消除HIV的抗药性。
时间已经多次证明，细胞的作用只和它分子结构的3D模型有关系。在这一点上，TSRI的Olson实验室正在努力研究通过一个大蛋白质分子的结构来设计药物的方法。通过Internet传送过来的数据储存进我们的数据库这样就可以准确描述分子（蛋白质或药物）结构。但是问题是，不是所有有关蛋白质结构的数据都是我们已知的那些。
我们的实验室正在研究怎样使用计算机在分子原子级为自然现象建模。这样就可以预知一种候选药物怎样和一种蛋白质凝固起来。这个候选的分子应该比自然状态下的蛋白质更加能紧紧的凝固起来：如果这样，它就被叫做抑制蛋白酶。抑制一部分特定的蛋白质是生化科学的一种方法，它可以阻止一些病毒的影响比如艾滋病。
我们正在通过Internet应用分布式网络计算，使用一个叫做AutoDock的软件。AutoDock是一个可以通过3D模型来预测小分子怎样抑制它的一个精简工具。软件第一个版本在1990年由David S.Goodsell博士编写出来，而更新更完善的版本则由Garrett M.Morris博士编写，加入了科学的运算策略，效率更高，让我们的科学家更容易使用。当我们通过基于结构的方法已经将抗AIDS的药物设计出来后，HIV病毒又变异了：甚至当药物开始减少病毒数目时，一些HIV的突变异种已经有了抗药性。这当然不是因为它是智能型的生物，而是因为它有一种“Sloppy”方法来一代又一代的复制RNA（病毒DNA一种等价物）。这个过程是相当完美的自然进化。只要有一些病毒躲过了药物，那么在它下一代就会产生抗药性。
结果，我们把焦点都放在了用计算的方法来为抗药性进化建模，设计可以抑制病毒变异的药物。这项工作被我们给予厚望，它可以通过计算来分离病毒上千万种的不同变异形态。这是一个好消息，尽管这种方法可以比仅仅把目光放在病毒的一种形态来研究更有优越性，可以设计出新的药物。这样的一个过程被“计算新演变”所制约，在计算机里，药物可以和滤过性毒菌的蛋白酶一起“进化”。
这样需要一个很大数目的试验“Docking”才能对目标进行计算。我们通过Internet发起的分布式计算可以尽可能的将单个的“Docking”发送到成千上万台计算机上计算。结果当然不会是最可靠的，但是它最少可以为我们的科学家提供有价值的参考信息来真正的抵抗HIV。
7.研究小组
FightAIDS@home是加州的Scripps研究学会的分子生物学部亚瑟博士实验室的一个研究计画。 Olson 博士是FightAIDS@home计划的领导人。
Olson 博士在Scripps研究学会是图形实验室的分子生物学和分子制图的一位教授。
Garrett.M. 莫理斯博士是FightAIDS@Home研究计划技术上的负责人。 莫理斯博士是AutoDock3.0的作者，涉及FightAIDS@Home全球的英特网计算机“网格”软件设计。
莫理斯博士在1991年收到了来自牛津城的大学物理化学的D.Phil。他的专长是计算化学和分子的相似性方面，而且他是Cameleon的作家 , 是生物信息学的第一个商业的软件产品之一。
威廉博士毕业于加利福尼亚大学化学系。 在此之前他的研究已获得学位证书，已经对软件工业有广泛的经验。 他在 2000年三月加入了Olson实验室。
8.FightAIDS@home历史简要
2003年6月17日到20日，致力于HIV蛋白酶药物工作的Olson实验室研究员出席了“第17届艾滋病相关系统及药物发明学术交流年会”。它由国家通用药物科学协会（the National Institute of General Medical Sciences）发起，位于Bethesda Maryland的国家健康协会(National Insitutaes of Heal主办。Arthur J Olson教授做了一个关于FightAIDS@HOME进展的报告。
2003年6月16日——2500多名成员从Entropia转移到了Scripps进行FightAIDS@home的工作。
2003年5月，Entropia将FightAIDS@home项目交给了Scripps研究协会。
2000年11月9日，Entropia给学院的科学家们建造了最强劲的计算系统。
2000年9月29日，Entropia的工作组们开始挑战AIDS。
2000年9月26日，正式向世界宣布FightAIDS@home。
2000年9月12日，Entropia正式启动Entropia2000计划。
2000年9月7日，Entropia成功的完成了拥有世界上几千个成员规模的测试运行。
2000年8月24日，Entropia宣布了一件关于网络分布式计算的重要事件：我们成为了Intel P2P计算工作组中的永久成员。
2000年6月29日，Entropia完成Entropia2000平台上的AutoDock软件，并且在TSRI上运行成功。
9.客户端下载
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