Datenhelden im Krieg gegen SARS-CoV-2: Wie die Open-Source-Community auf den Ausbruch reagierte

Der Ausbruch des neuartigen Coronavirus löste eine beispiellose Reaktion der Tech-Community aus.

Aus der ganzen Welt sind Open-Source-Projekte im Zusammenhang mit COVID-19 aufgetaucht, die nicht nur dazu beitragen sollen, wichtige Informationen in der Welt zu verbreiten, sondern auch zur laufenden klinischen Forschung beitragen.

GISAID

Einer dieser Datenhelden namens GISAID (eine von der Bundesregierung geleitete Initiative) hostet die SARS-CoV-2-Genomdaten. Mit anderen Worten, das Genom des neuartigen Virus ist jetzt Open Source, das jeder herunterladen und erforschen kann, in der Hoffnung, dass neue Lösungen vorangebracht werden.

Jeder Forscher von überall auf der Welt kann die genomischen Daten über das Virus von dieser Plattform posten oder herunterladen. Durch die Online-Verfügbarkeit dieser Informationen und das Hinzufügen neuer Daten aus der ganzen Welt erhalten Sie wichtige Informationen darüber, wie sich das Virus verbreitet und mutiert.

Nextstrain

Nextstrain ist ein Open-Source-Projekt, das öffentlich verfügbare Daten verwendet, um „das epidemiologische Verständnis zu unterstützen und die Reaktion auf Ausbrüche zu verbessern“, bei der Entwicklung von Viren und Bakterien, einschließlich des neuartigen Coronavirus. Das Projekt nutzte kürzlich die auf der GISAID-Plattform geteilten Daten, um COVID-19-Fälle auf der Grundlage der genetischen Daten zu verbinden.

GitHub

Eine weitere Plattform, auf der täglich Projekte im Zusammenhang mit dem Coronavirus veröffentlicht werden, ist Github.

Zum Zeitpunkt des Schreibens dieses Artikels sind hier einige der Projekte, die die Führung übernehmen:

1. COVID-19 – 2019 Novel Coronavirus COVID-19 (2019-nCoV) Data Repository

Dieses Datenrepository wurde zur Unterstützung neuer Projekte erstellt und wird vom Johns Hopkins University Center for Systems Science and Engineering (JHU CSSE) geleitet.

Es bietet Zeitreihendaten für COVID-19, und die Daten werden aus mehreren zuverlässigen Quellen aggregiert, darunter internationale und nationale Gesundheitsorganisationen wie:

Weltgesundheitsorganisation (WHO), DXY.cn, BNO News, Nationale Gesundheitskommission der Volksrepublik China (NHC), China CDC (CCDC), Gesundheitsministerium von Hongkong, Regierung von Macau, Taiwan CDC, US CDC, Regierung von Kanada, australisches Gesundheitsministerium, Europäisches Zentrum für die Prävention und Kontrolle von Krankheiten (ECDC), Gesundheitsministerium Singapur (MOH), italienisches Gesundheitsministerium, 1Point3Arces und WorldoMeters.

Dieses Projekt stellt Datensätze bereit, die von vielen anderen erstaunlichen Projekten (einschließlich der unten aufgeführten) verwendet werden und wichtige Informationen verbreiten, die im „Krieg“ gegen das Coronavirus nützlich sind.

2. CHIME – Das COVID-19-Krankenhausauswirkungsmodell für Epidemien

Die von Predictive Healthcare @ Penn Medicine entwickelte Anwendung CHIME simuliert die Ansteckung während der COVID-Pandemie. Es verwendet Daten wie die Anzahl der täglichen Krankenhauspatienten, die Einweisungen auf die Intensivstation und die Patienten, die beatmet werden müssen, um es Krankenhäusern und Gesundheitsabteilungen zu ermöglichen, ihre Fähigkeiten und Ressourcen zu planen und zu organisieren.

3. Öffnen Sie COVID-19

Dieses Projekt ist vom Johns-Hopkins-Datensatz inspiriert und enthält historische Daten zur weltweiten Verbreitung des Virus. Es wird verwendet, um Karten und Diagramme zu erstellen, die die am stärksten betroffenen Regionen der Welt hervorheben.

4. COVID-19-Szenarien

Dieses von der Forschungsgruppe von Richard Neher am Biozentrum der Universität Basel (Basel, Schweiz) initiierte Projekt hilft, Ausbruchsprognosen zu erstellen. Ähnlich wie beim Projekt von Penn Medicine verwenden COVID-19-Projektionen das SIR-Modell (Susceptible, Infected, Recovered), eine Modellierungstechnik, um die Belastung des medizinischen Systems durch den Ausbruch zu messen und Abhilfemaßnahmen vorzuschlagen. Dieses Projekt verwendet populationsbezogene, epidemiologische und klinische Parameter, um den wahrscheinlichen Verlauf der Entwicklung von COVID-19-Fällen zu bestimmen.

5. Corona-Kli

Eine weitere große Initiative auf GitHub, die COVID-19-Daten im Tabellenformat direkt in der Befehlszeile bereitstellt und verfeinerte Abfragen ermöglicht.

6. COVID-19-Detektor mit Computer Vision und Deep Learning

Dieses Projekt steckt noch in den Anfängen und soll helfen, COVID-19 in Röntgenaufnahmen des Brustkorbs zu diagnostizieren. Das KI-Modell wird immer noch mit Hilfe einer großen Gruppe von Spezialisten aus der Open-Source-KI- und medizinischen Gemeinschaft entwickelt.

Das Projekt umfasst eine App, die Folgendes soll:

1. Alarmsignale erkennen
2. Entlasten Sie das Gesundheitssystem, indem Sie die Patienten mit geringem Risiko an Websites mit zuverlässigen Informationen zur Gesundheitsversorgung weiterleiten und die Patienten mit hohem Risiko an die nächstgelegene medizinische Einrichtung weiterleiten.
3. Dienen als Generatoren von Echtzeitinformationen.
4. Pflegen Sie enge Verbindungen zu den Gesundheitsbehörden und generieren Sie nützliche epidemiologische Informationen.

7. Hardwareprojekt – CITI – OpenLung

Noch in der Entwicklung befindet sich ein weiteres Projekt, das ein „offenes, kostengünstiges, ressourcenarmes, schnell einsetzbares mechanisches Beatmungsdesign vorschlägt, das einen Ambu-Bag als Kernkomponente verwendet“.

Das Team hinter dem Projekt veröffentlichte die Materialien und Schritte, die zum Bau von DIY-Beatmungsgeräten erforderlich sind. Ziel des Projekts ist es, zur Entwicklung eines zugänglichen und sicheren Beatmungsgeräts beizutragen, das von medizinischem Fachpersonal verwendet werden kann.

Die Idee ist, dass jeder die Pläne aus dem OpenLung-Projekt herunterladen und ein Beatmungsgerät bauen kann. Bevor Sie jedoch mit dem Bau beginnen, sollten Sie wissen, dass dieses Projekt noch im Gange ist und die Sicherheit dieser Hardware noch getestet werden muss!

Große Tech-Beitragende

Big Tech ist auch im Kampf gegen das Virus sehr aktiv. Elon Musk und Tesla haben kürzlich 50.000 N95-Masken und PAPR-Helme an UW Medicine in Washington gespendet.

Tesla kündigte kürzlich auch seine Pläne an, sich GM anzuschließen, um Beatmungsgeräte und Maskenzubehör zu bauen.

Die DeepMind-KI von Google, insbesondere das AlphaFold-System, wurde eingesetzt, um die Proteinstrukturen von COVID-19 zu untersuchen und hoffentlich die Ausbreitung des Virus einzudämmen.

WhatsApp kündigte in Zusammenarbeit mit der WHO, UNICEF und UNDP den Start eines Coronavirus Information Hub an, um medizinisches Fachpersonal, Pädagogen, lokale Unternehmen, gemeinnützige Organisationen und lokale Regierungen, die die App zur Kommunikation nutzen, zu beraten.

Achim Steiner vom Entwicklungsprogramm der Vereinten Nationen (UNDP) erklärte: „Die Übermittlung aktueller Informationen über COVID-19 an lokale Gemeinschaften auf der ganzen Welt ist ein entscheidender Teil der Bemühungen der internationalen Gemeinschaft, die Ausbreitung des Virus einzudämmen. (…) Partnerschaften mit Unternehmen des privaten Sektors wie WhatsApp werden dazu beitragen, diese lebenswichtigen Echtzeitinformationen von der Weltgesundheitsorganisation und lokalen Gesundheitsbehörden an Milliarden von Benutzern auf der ganzen Welt weiterzugeben.“

Warum sind all diese Projekte wichtig?

Die obige Liste ist nicht vollständig. Jeden Tag werden weitere erstaunliche Open-Source-Projekte zum Leben erweckt. Menschen aus aller Welt tun sich zusammen, um Krieg gegen einen gemeinsamen „Feind“ zu führen. Diese Transparenz und Zusammenarbeit ist eine schöne Sache und wirklich beispiellos in der Geschichte der Menschheit!

Für die medizinische Gemeinschaft bedeuten diese Open-Source-Projekte, dass Wissenschaftler genetische Proben von Patienten aus der ganzen Welt schnell analysieren können. Der weit verbreitete Datenaustausch ermöglicht es der medizinischen Gemeinschaft, das Virus schneller als je zuvor zu verstehen und Lösungen zu seiner Eindämmung und schließlich zur Heilung zu finden.

Für die breite Bevölkerung können diese Projekte ein Trost sein, da sie sich auf Daten aus seriösen Quellen stützen. Beeilen Sie sich nicht, die Nachrichten zu interpretieren und voreilige Schlüsse zu ziehen. Nehmen Sie stattdessen die positiven Aspekte dieser Initiativen weg. Dank vieler unbesungener Data Heroes bewegen sich Forscher schneller als je zuvor, der Rest von uns ist besser informiert und Durchbrüche stehen vor der Tür. Die Hoffnung lebt weiter!

Möchten Sie Teil eines sinnvollen Projekts zur Bewältigung der COVID-19-Krise sein? Schauen Sie sich eines der oben genannten Projekte oder Help With COVID 19 an – eine Clearingstelle für Projekte und Freiwillige, die bei der COVID-19-Krise helfen möchten.