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人工智能為新藥研發分憂
發布時間:2020-02-13      信息來源: 科技日報      發布人:zhangzhi      點擊:

人機對弈、刷臉支付、輔助診療……人工智能(AI)正在悄無聲息地融入生活的方方面面。不過,你可能想不到,藥物也可以借力AI技術來設計研發。通過大數據處理、機器學習、深度學習等技術,AI融入新藥研發可望有效縮短研發時間,降低研發成本。

  據全球健康藥物研發中心主任、清華大學藥學院院長丁勝介紹,創新藥的研發從認知疾病發生原因、確定針對疾病的藥物靶點、實驗室發現新的分子或化合物開始,通過體外及動物體內實驗了解其安全性、毒性反應,以及在動物體內的代謝過程、作用部位和作用效果,再經過首次人體試驗,經歷Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期臨床試驗,證實安全有效及質量可控制之后,才可以獲批上市。

  “整個研發過程往往需要10到15年時間,投入10億到15億美元,其中包括失敗的成本?!倍僬f。

  “在從初步篩選的百萬個化合物和隨后的千百個逐級候選藥物優化中,最后可能只有一個能被選出來做成藥物?!北本┐髮W前沿交叉學科研究院定量生物學中心研究員裴劍鋒說,新藥研發失敗率非常高,任何一步失敗都會導致最終失敗。

  新藥研發有沒有捷徑?科研人員發現,AI技術可以為他們“分憂”。

  “AI技術可以通過對現有化合物數據庫信息的整合和數據提取、機器學習,提取大量關于化合物不同屬性的關鍵信息?!倍僬f,這不僅避免了盲人摸象般的試錯路徑,還能大幅提高化合物篩選的成功率,最終降低研發成本和工作量。

  “藥物研發的時間和經濟成本越來越高,而AI技術是有力突破點?!迸釀︿h說,有機構預測數據表明,人工智能的融合可為新藥研發節約近一半時間,每年節約化合物篩選成本和臨床試驗費用達數百億美元。

  裴劍鋒認為,AI技術尤其是強人工智能的發展,有望解決藥物設計中挑戰性的難題。例如,隨著自然語言處理技術和AI文獻信息提取技術發展,未來AI能自動處理海量非結構化的專利、文獻數據,從中提取關鍵信息構建知識圖譜和認知圖譜,自動發現藥物靶點和藥物分子。

  一批藥物研發初創公司和研發機構正在將AI技術的應用變為現實:北京英飛智藥科技有限公司將AI技術與資深藥物研發專家的經驗融合,開發出了藥物設計AI研發平臺“智藥大腦”;全球健康藥物研發中心打造了高通量、高精度人工智能藥物篩選計算平臺“人工智能藥物研發平臺”……

  裴劍鋒認為,在AI深度參與和高性能計算能力支撐下,未來,機器學習和物理模型的有機結合將可能成為新的科研模式,引發醫藥甚至多個領域顛覆性的創新浪潮。

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