クラウドのユースケース: セントジュードはクラウドを使用して小児がんと闘っています

セントジュード小児研究病院はゲノムデータベースをクラウドに移行し、世界中の科学者に共同プラットフォームを提供しています。

大量の科学データを扱う場合、すべてをクラウドに移行するには時間がかかることがあります。しかし、データがクラウドに保存されると、世界中のどこからでもデータに対する実験を実行するのは簡単になります。結果をダウンロードするだけです。しかし、テネシー州メンフィスのセントジュード小児研究病院の上級副社長兼最高情報責任者であるキース・ペリー氏が学んだように、研究者にこのパラダイムシフトを受け入れてもらうには、組織内外のパートナーからのサポートが必要です。

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セントジュード病院は治療法の探求の一環として小児がんの遺伝子マッピングに取り組んでいる。セントジュード病院では、遺伝子配列解析（基本的にすべての DNA）を使用して、患者の健康な細胞と腫瘍のゲノム配列全体を判定します。この2つを比較すると（同様のがんを患う他の患者のゲノムを比較するのと同様に）、治療のための重要な手がかりが得られる可能性がある。

これは非常に重要なデータの問題です。セントジュード病院は5,000人以上の患者の全ゲノム配列を記録しており、各患者のデータ容量は約100ギガバイトに上る。研究者は、それらのバイトのほんの数個内で突然変異やその他の遺伝子マーカーを探すかもし​​れません。

こうした小児がんは非常にまれであるため、世界中の研究者がデータを比較したいと考えていますが、データが多すぎるため困難です。ペリー氏は、6 か月かけて大規模なデータセットをダウンロードし、その品質をチェックし、その後さらに数日かけて分析した研究者の例を挙げました。

「ヘルスケア業界は依然としてデータのダウンロードに苦労している」とペリー氏は語った。 「計算を行うためにクラウドにアクセスしなければならないという段階にはまだ至っていません。『データをダウンロードしなければならない』という考え方は依然として残っていますが、私たちは徐々にその認識を払拭しつつあります。」

これが、セントジュードが研究者などがデータをホストし、実験を行うことができるプラットフォームであるセントジュード クラウドを作成した理由の 1 つです。

St. Jude Cloud を作成したもう 1 つの理由は、St. Jude のクラウドファンディング モデルです。 「私たちは慈善団体であり、治療法を見つけてこれらの子供たちを救うことに重点を置いており、それを非常に真剣に受け止めています」とペリー氏は語った。 「… 私たちが生み出すデータや形づくっている概念を自分たちのものだと主張することはできません。私たちは、生み出される知識の管理者なのです。」

部門間の連携

セントジュード病院は、データ共有プラットフォームをゼロから構築するのではなく、ゲノミクスを専門とする DNAnexus と提携することを選択しました。その後、クラウド プロバイダーの検索を開始し、最終的に Microsoft の Azure プラットフォームを選択しました。

「クラウド技術の利用に関する私たちの使命は、研究業界で使用されているファイル共有メカニズムだけに基づいたものではない共有エコシステムを構築することです」とペリー氏は語った。 「既存のデータに基づいてツールと計算能力を構築することが、システムの本質に近いのです。」

ペリー氏は、セントジュードのクラウドプロジェクトが、セントジュード計算微生物学部長のジンフイ・チャン氏とそのチームが関与していなければ、デジタルイノベーションに対する2019年のデジタルエッジ50賞を受賞することはなかっただろうと語った。

張氏の部門が作成したソフトウェアは、ゲノムシーケンサーからデータを取得して処理し、研究者がゲノムの特性とそこに含まれるすべての変異を理解できるようにします。 「彼女と彼女の研究チームが開発したツールは、実際に世界中で使用されています」と彼は語った。

IT 部門と計算微生物学部門が協力して St. Jude Cloud を作成しました。

「IT 部門なしでクラウド フレームワークを開発していたら、私たちは不満を抱くことになったかもしれません」とペリー氏は言いますが、IT 部門はコラボレーションの価値を実証することができました。 「当社は、すべてのデータを Azure クラウドに移行するお手伝いをしましたが、これにはかなりの時間がかかりました。」それでも、ペリーのネットワーク チームがデータをアップロードして品質チェックを行うのに数か月かかりました。

次はコードの最適化です。計算生物学チームがツールを開発すると、IT 部門がそれを高速化できます。これらのポジションでは、ペリーは通常、高性能コンピューティングに重点を置いたコンピューティング サイエンスの博士号を持つ候補者を求めています。

「彼らは、高性能コンピュータの仕組みを理解し、こうしたコンピュータのコードを最適化する優れた方法を理解することに真剣に取り組んでいる人々のグループであり、そのような人々を見つけるのは難しい」とペリー氏は語った。

プログラマーらは当初、6,400 個のコンピューティング コアを備えたセント ジュード病院の内部研究クラスターをターゲットにしました。クラスターが本番環境用、または他のユーザーと共有できる状態になったら、クラウドに移植されます。

そもそも、ハイパフォーマンスコンピューティング (HPC) 分野で働く博士号取得者が不足していることを考えると、社内トレーニングはクラウドへの移行の重要な要素となっています。 「これらの役職を新設した際、外部から多くの人材を採用しましたが、まずは当社の使命に共感してくれる人材を採用し、その後、クラウドへの移行方法を教えたいと考えていました」とペリー氏は語った。 「それは考え方が違うんです。」

セントジュードによるその他の IT 貢献には、患者データを保護するために早い段階で情報セキュリティの取り組みをプロジェクトに組み込んだことや、インターネット設計チームにセントジュード クラウド ポータルの設計を支援してもらうことなどが含まれます。

「私たちは、クラウドコンピューティングのパラダイムを、いわば通常の情報セキュリティプログラムに統合したのです」とペリー氏は語った。 「当社では外部の会社に侵入テストを委託しており、クラウド インフラストラクチャを好きなだけテストする許可を与えています。」

こうしたテストの結果をどう扱うかが重要だとペリー氏は言う。「これは懲罰的な演習ではありません。『これは強化すべきプロセスなのか、技術なのか。問題は、情報の範囲にギャップがあるかどうかを見つけられるか？』ということです。ですから、これは私たちにとって非常に有益な演習なのです。」

ビジョンを広める

セント・ジュードがデザイン面で行っている最も興味深いことは、マーケティング チームやコミュニケーション チームとのコラボレーションです。

「私はこれまでのキャリアで、IS や IT は自分たちの仕事のマーケティングがあまり得意ではないということを学びました」とペリー氏は言います。しかし、St. Jude Cloud を成功させるには、チームは社内ユーザーだけでなく、他の研究機関のユーザーにも、提供しているデータを信頼するよう説得する必要がありました。

ペリーは早い段階でマーケティングチームがプロジェクトに賛同していることを確認しようとしました。 「マーケティング チームは、簡潔で強力なメッセージングを提供し、チームが出席するさまざまな会議に人々がより積極的に参加できるようにサポートしてくれます」と彼は言います。 「彼らはまた、設計機能やプロセスの一部について意見を述べる機会も得られます。当社のマーケティング コミュニケーション グループは、R&D コミュニティも理解しているので素晴らしいです。」

セント・ジュード・クラウドが外部ユーザーの支持を獲得している一つの方法は、情報の提供だけでなく価値の提供に注力していることだ、とペリー氏は語った。 「昨年プラットフォームを開設したとき、そこにはすでに非常に豊富なデータ、小児科に関連する非常に大規模なシーケンスデータセットがあり、その規模を拡大する計画がありました。私たちは『このプラットフォームを構築する』というようなことはしませんでした。その代わりに、『このプラットフォームを構築しました。準備はできています』と宣言したのです。」

ペリー氏は、IT チームが生み出す価値を認識したいと考えている一方で、その逆の側面も認識しています。「業界として、すべての価値が IT 内で生み出されるわけではないことを認識する必要があります。価値は IT 以外でも生み出されます。それがパートナーシップなのです。」