Membantu Dokter Mengobati Kanker Anak Menggunakan Layanan AWS Nirserver bersama Nationwide Children’s Hospital

NCH adalah salah satu rumah sakit anak terbesar di Amerika Serikat yang berkantor pusat di Columbus, Ohio. IGM di NCH khusus menangani pembuatan dan analisis data genomik menggunakan sampel darah dan kanker untuk membantu dokter merawat pasien anak dengan lebih baik. IGM menangani 6-7 PB data genomik, yang meningkat sebesar 1-2 PB setiap tahun, dan bermigrasi dari lingkungan on-premise ke AWS Cloud pada 2017 silam. “Kami tidak dapat mewujudkan tujuan kami jika melakukan semuanya di lingkungan on-premise,” kata Grant Lammi, cloud development manager di IGM di NCH. “Kami membutuhkan suatu solusi yang memungkinkan kami untuk memiliki komputasi dan penyimpanan yang lebih elastis. Oleh karena itu, kami memutuskan bermigrasi ke cloud.”

Pada 2021, IGM sudah mulai menggunakan AWS Step Functions. Ketika National Cancer Institute dan Children's Oncology Group mendekati IGM tahun itu, IGM tengah berada dalam posisi yang kuat untuk menangani proyek karakterisasi molekuler intensif komputasi. “Kami harus mengurutkan genom semua anak yang mengidap kanker di Amerika Serikat guna mengetahui apakah mereka memenuhi syarat untuk uji klinis yang dapat mengobati mereka,” kata Lammi. “Di AWS, kami dapat menskalakan dari protokol penelitian internal kami hingga dapat menangani kasus dari seluruh penjuru negeri dalam waktu sekitar 12 bulan.”

Dengan menggunakan solusi nirserver AWS, IGM mampu mengubah sampel kanker yang diperoleh dari pasien anak menjadi data yang amat penting. Setelah sampel dijalankan melalui alur kerja pengurutan, seorang ahli akan menafsirkan hasil dan menyiapkan dua laporan: satu yang memberikan hasil yang telah dihilangkan identifikasinya kepada para peneliti di National Cancer Institute dan satu yang membantu dokter menentukan pengobatan terbaik bagi pasien mereka. Para peneliti dari National Cancer Institute dapat mengakses informasi ini melalui bucket khusus di Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), yang merupakan layanan penyimpanan objek yang menawarkan skalabilitas, ketersediaan data, keamanan, dan performa terdepan di industri. Rumah sakit ini menggunakan AWS Identity and Access Management (AWS IAM), suatu layanan yang mengelola identitas serta akses ke layanan dan sumber daya AWS dengan aman, untuk melindungi data pasien di seluruh pipeline dan mencegah pengguna yang tidak berwenang mengakses informasi kesehatan yang sensitif.

IGM menggunakan AWS Step Functions untuk mengotomatiskan analisis sampel kanker dan menjalankan beberapa pekerjaan secara bersamaan menggunakan AWS Batch, yang digunakan untuk menjalankan ratusan ribu pekerjaan komputasi batch dan machine learning secara efisien. Rumah sakit ini menggunakan Amazon EventBridge, suatu bus peristiwa nirserver, untuk memancarkan peristiwa di seluruh alur kerja dan melacak kemajuan setiap sampel kanker saat berpindah dari analisis primer, sekunder, dan tersier. “Karena alur kerja pengurutan diaktifkan oleh peristiwa Amazon EventBridge, semuanya menjadi otomatis,” kata Lammi. “Tidak ada intervensi manual yang diperlukan selain saat memulai proses di lab.” Data ini kemudian disimpan di Amazon DynamoDB, suatu basis data NoSQL nilai kunci yang terkelola penuh dan nirserver, yang didesain untuk menjalankan aplikasi berperforma tinggi di skala apa pun.

Dengan menggunakan layanan nirserver AWS, IGM telah menghemat banyak waktu melalui otomatisasi. “Kami secara otomatis membeli waktu ekstra untuk diri sendiri,” kata Lammi. “Pada saat kami mengeluarkan data dari lab lalu disinkronkan, kami memperkirakan bahwa mungkin akan diperlukan waktu 1 hari untuk memproses genom dan hingga hasilnya siap untuk ditinjau.” Karena tidak perlu lagi mengelola setiap langkah dalam alur kerja pengurutan secara manual, rumah sakit telah mengurangi risiko kesalahan manusia dan dapat menganalisis sampel kanker 24 jam per hari.

IGM sekarang dapat memfokuskan waktunya untuk menulis perangkat lunak ilmiah guna meningkatkan hasil pasien, daripada harus mengelola infrastruktur. Karena telah mampu menganalisis sampel kanker dengan lebih cepat, rumah sakit kini dapat memberikan data penting kepada dokter dan membantu pasien anak mendapatkan perawatan yang mereka butuhkan. “Ada anak-anak yang sebenarnya memerlukan hasil yang kami hasilkan, dan mereka memerlukannya secepat mungkin,” kata Lammi. “Makin cepat kami bisa memberikan laporan ke tangan dokter, akan makin baik pula kondisi anak itu. Itulah yang memotivasi semua hal yang kami lakukan.”

Dengan menggunakan solusi nirserver dari AWS, IGM dapat bergerak lebih cepat dibandingkan developer rumah sakit biasa. IGM dapat dengan cepat menganalisis sampel kanker dari pasien anak untuk merekomendasikan pengobatan yang mendukung hasil pasien yang lebih kuat. Selain itu, IGM menskalakan tanpa khawatir akan kapasitas komputasi; kini, IGM yakin dapat menangani alur kerjanya, berapa pun banyaknya pengujian yang harus dijalankan.

Di masa mendatang, NCH berencana memperluas solusi ke program lain, seperti diagnosis serta pengobatan epilepsi dan penyakit genetik langka. “Dengan menggunakan solusi nirserver AWS, kami dapat berfokus pada output sains, bukan pada pemeliharaan teknologi,” ujar Lammi. “Kami bisa berfokus pada peningkatan kehidupan anak-anak di mana pun.”