Biofy, NVIDIA를 기반으로 구명할 수 있는 질병 진단 가속화

테스트에서 치료까지의 소요 시간을 단축하기 위해, Biofy는 Oracle Cloud Infrastructure(OCI)에서 NVIDIA 가속 알고리즘을 실행하여 전체 세균 유전체를 조합하고, 이를 벡터로 임베딩하며, 더 큰 미생물 유전체 및 저항성 마커 데이터베이스와 대조하여 이러한 벡터를 일치시키는 클라우드 네이티브 파이프라인을 구현했습니다.

이 프로세스에는 Abby라는 Biofy의 추천 엔진이 뒤따르며, 이는 확인된 내성 유전자를 분석하고 특정 감염에 대해 가장 효과적인 항생제나 치료 방법을 제안할 수 있습니다. Abby의 결과는 지정된 계획이 신속하게 실행되도록 임상 워크플로우에 원활하게 입력되어 시간과 생명을 절약할 수 있습니다.

개발 과정에서 Biofy는 고처리량 유전체조립, 수십만 개의 유전체에 걸친 벡터 검색, 그리고 대규모 모델 학습은 모두 CPU가 이상적인 임상 시간 내에 제공할 수 없는 대규모 병렬 연산을 요구한다는 주요 병목 현상을 경험했습니다.

Biofy는 OCI AI 인프라와 결합된 NVIDIA GPU를 활용하여 Oracle의 데이터 및 벡터 플랫폼과의 긴밀하고 간소화된 통합을 통해, 절반 수준의 비용으로 최대 50% 더 향상된 성능의 고성능 AI 학습 및 추론을 제공했습니다.

엔드 투 엔드 진단 프로세스는 이제 표준 랩 결과를 얻을 수 있도록, 5일에서 약 4시간 만에 완료되며, 30배 속도가 향상되었습니다. 또한 Biofy의 솔루션은 고정된 유전자 패널에 초점을 맞추는 대신 전체 유전체와 저항 패턴을 고려하여 기존 방법 대비 진단 정확도를 약 95%까지 향상시킵니다.

연구실 과학자와 감염병 전문가는 이제 기존 워크플로우에 적합한 신속하고 신뢰도 높은 결과를 얻을 수 있어 진단의 모호함과 번아웃을 줄일 수 있습니다.

Biofy의 선도적인 생물학 모델은 감염성 질환 탐지 및 치료의 지속적인 변동성을 반영합니다. Llama 3 아키텍처를 기반으로 이 모델은 10만 개 이상의 합성 DNA 서열을 지속적으로 생성하여 새로운 내성 변이를 예측하고 세균이 돌연변이를 일으킬 때 높은 정확도를 유지합니다.

NVIDIA의 풀스택 플랫폼은 Biofy의 시스템을 구축하는 데 활용되었으며, 여기에는 GPU에서 대규모 DNA 행렬 연산과 임베딩을 가속화하기 위한 NVIDIA RAPIDS™, OCI를 통한 NVIDIA® CUDA® 가속 라이브러리, 그리고 LLM 기반 및 독점 유전체학 모델을 학습하고 제공하기 위한 32개의 H100 Tensor Core GPU가 포함됩니다. RAPIDS에는 대규모 DNA 데이터를 처리하기 위한 NVIDIA cuDF와 DNA에 존재하는 오류를 정정하기 위한 NVIDIA cuML이 포함되어 있습니다.

유전체 벡터의 저장은 모델 추론을 빠르고 비용 효율적으로 유지하기 위해 Oracle AI Vector Search가 포함된 Oracle Autonomous AI Database에서 수행되었습니다. Oracle은 Oracle Database 26ai에서 벡터 검색 및 인덱스 구축을 가속화하기 위해 NVIDIA cuVS를 평가하고 있습니다.

이 자동화된 NVIDIA 가속 AI 파이프라인은 현재 시스템을 수십만 개의 세균 유전체와 합성 DNA 변형을 몇 분 안에 실행하는 간소화된 프로세스로 전환할 수 있으며, 이를 통해 실험실 팀과 임상의는 수동 분석 대신 환자 치료 및 치료 계획에 집중할 수 있습니다.

Biofy의 솔루션이 상업적으로 출시된 이후 수천 개의 테스트가 수행되었으며, 100명 이상의 생명을 구했습니다. 새로운 사례가 매일 나타나며, 특히 연구소가 박테리아를 식별할 수 없는 사례가 발생할 때 Biofy는 몇 시간 만에 정확한 결과를 제공합니다.

최근 보고된 한 사례에 따르면, 연구소가 유효한 치료 기간 내에 치료 계획을 수립할 수 있을 만큼 빠르게 박테리아를 식별하는 데 어려움을 겪으면서 심각한 다리 감염을 앓고 있던 환자가 절단 위기에 처한 적이 있습니다. Biofy의 Abby를 사용하면 몇 시간 만에 최적의 의료 계획을 진단하고 시작할 수 있었으며, 이를 통해 환자의 다리와 생명을 구할 수 있었습니다.

현재 Biofy는 유전체학 플랫폼을 브라질의 새로운 병원들로 확장하고, 미국 및 글로벌 시장에 서비스를 제공하고자 미국 내 신규 법인 설립을 위해 노력하고 있습니다. Oracle의 헬스케어 부서 및 여러 미국 교육 및 연구 기관과 같은 파트너십이 진행 중입니다.

이 팀은 현재의 치료법에 내성이 있는 병원균용 신규 항균 펩타이드를 설계하기 위해 대규모 펩타이드 파운데이션 모델을 구축하고 있으며, 향후 2년 내에 AI로 생성된 최고 수준의 치료제를 제공하는 것을 목표로 하고 있습니다.

기술 진화 전략의 일환으로, Biofy는 곰팡이 및 바이러스의 식별과 분석을 지원하도록 현재 플랫폼을 확장하여 감염성 질환에서의 범위를 넓히고, 고급 AI를 통해 진단 정확도와 임상적 영향을 높임으로써 전 세계적으로 생명을 구한다는 지속적인 목표를 달성할 계획입니다.