人工智能為新藥研發(fā)分憂(yōu)

人機對弈、刷臉支付、輔助診療……人工智能（AI）正在悄無(wú)聲息地融入生活的方方面面。不過(guò)，你可能想不到，藥物也可以借力AI技術(shù)來(lái)設計研發(fā)。通過(guò)大數據處理、機器學(xué)習、深度學(xué)習等技術(shù)，AI融入新藥研發(fā)可望有效縮短研發(fā)時(shí)間，降低研發(fā)成本。

據全球健康藥物研發(fā)中心主任、清華大學(xué)藥學(xué)院院長(cháng)丁勝介紹，創(chuàng )新藥的研發(fā)從認知疾病發(fā)生原因、確定針對疾病的藥物靶點(diǎn)、實(shí)驗室發(fā)現新的分子或化合物開(kāi)始，通過(guò)體外及動(dòng)物體內實(shí)驗了解其安全性、毒性反應，以及在動(dòng)物體內的代謝過(guò)程、作用部位和作用效果，再經(jīng)過(guò)首次人體試驗，經(jīng)歷Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期臨床試驗，證實(shí)安全有效及質(zhì)量可控制之后，才可以獲批上市。

“整個(gè)研發(fā)過(guò)程往往需要10到15年時(shí)間，投入10億到15億美元，其中包括失敗的成本?！?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/丁勝">丁勝說(shuō)。

“在從初步篩選的百萬(wàn)個(gè)化合物和隨后的千百個(gè)逐級候選藥物優(yōu)化中，最后可能只有一個(gè)能被選出來(lái)做成藥物?！北本┐髮W(xué)前沿交叉學(xué)科研究院定量生物學(xué)中心研究員裴劍鋒說(shuō)，新藥研發(fā)失敗率非常高，任何一步失敗都會(huì )導致最終失敗。

新藥研發(fā)有沒(méi)有捷徑？科研人員發(fā)現，AI技術(shù)可以為他們“分憂(yōu)”。

“AI技術(shù)可以通過(guò)對現有化合物數據庫信息的整合和數據提取、機器學(xué)習，提取大量關(guān)于化合物不同屬性的關(guān)鍵信息?！?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/丁勝">丁勝說(shuō)，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(fā)成本和工作量。

“藥物研發(fā)的時(shí)間和經(jīng)濟成本越來(lái)越高，而AI技術(shù)是有力突破點(diǎn)?！迸釀︿h說(shuō)，有機構預測數據表明，人工智能的融合可為新藥研發(fā)節約近一半時(shí)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(shù)尤其是強人工智能的發(fā)展，有望解決藥物設計中挑戰性的難題。例如，隨著(zhù)自然語(yǔ)言處理技術(shù)和AI文獻信息提取技術(shù)發(fā)展，未來(lái)AI能自動(dòng)處理海量非結構化的專(zhuān)利、文獻數據，從中提取關(guān)鍵信息構建知識圖譜和認知圖譜，自動(dòng)發(fā)現藥物靶點(diǎn)和藥物分子。

一批藥物研發(fā)初創(chuàng )公司和研發(fā)機構正在將AI技術(shù)的應用變?yōu)楝F實(shí)：北京英飛智藥科技有限公司將AI技術(shù)與資深藥物研發(fā)專(zhuān)家的經(jīng)驗融合，開(kāi)發(fā)出了藥物設計AI研發(fā)平臺“智藥大腦”；全球健康藥物研發(fā)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(fā)平臺”……

裴劍鋒認為，在A(yíng)I深度參與和高性能計算能力支撐下，未來(lái)，機器學(xué)習和物理模型的有機結合將可能成為新的科研模式，引發(fā)醫藥甚至多個(gè)領(lǐng)域顛覆性的創(chuàng )新浪潮。