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全球首个AI设计药物诞生!AI制药时代正在加速中

发布日期:2019-10-09

澳大利亚弗林德斯大学的研究团队研制出一种名为“涡轮增压”的流感疫苗,团队首席专家、弗林德斯大学医学教授尼古拉•彼得罗夫斯基称,这是全球首个进入人体试验阶段的使用人工智能(AI)技术研制的流感病毒。

萨满”与“疯狂的化学家”

 

通常情况,为了研制一种疫苗,大型医药公司要筛选数百万种化合物、数千人连续工作5年、耗费高达数亿美元。而在人工智能技术的帮助下,彼得罗夫斯基领衔的小型科研团队只用大约两年时间就开发出了这种疫苗。

研究团队首先设计了一套名为“萨姆”的智能算法,其能够学习现有成功的疫苗和失败的案例,以判别疫苗对流感是否有效。然后,他们又创建了另一套能够创造出数万亿个虚拟化合物的智能程序,彼得罗夫斯基将其称作“疯狂的化学家”。“萨姆”与“疯狂的化学家”协同工作,提出了最有效的疫苗选项。

“20年内,人工智能将成为药物研究的常用手段。药物设计是一件非常困难的事情,甚至被认为超出了人工智能的能力。但我们证明了它们可以做到。这代表了一个新时代的开始,人工智能将在药物发现和设计中发挥越来越重要的作用。”目前,这款疫苗的设计者正在招募240名志愿者,开展为期12个月的临床试验。

“AI”制药能给企业带来哪些惊喜

 

 

关于“AI”制药,药企关心的莫过于成本以及研发问题。比如,能否带来新药研发时间上的缩短?能否帮助企业节省人工成本?能否降低风险?实际上,答案是比较理想的。

AI制药企业人员曾表示,通过AI计算、预测,能够帮助药企优先选择容易成功的药物化合物、晶型候选和研发路线,从而减少研发时间和试错范围。尤其是晶型研发周期,会从几个月甚至一年缩短到几周到几个月。这也意味着,AI能够降低新药研发的出错率,提高成功率,缩短研发时间,为企业带来更好的效益。

另外,AI制药若真能成为大势所趋,未来对降低药价必然产生作用。这也将进一步减轻患者用药负担,给患者提供更多高质药品的选择。一方面,药企不必因为研发失败过多而将成本转移给患者,另一方面“AI制药”能够提高新药上市速度,可以进一步平衡研发成本。

专家指出,AI参与到药物研发中只是起到辅助作用。比如,人类无法通过眼睛去检查数目众多的微小细胞,而通过AI就可以快速找到某种特定细胞,形成有价值的结论。

从AI制药的工作范围来看,主要包括对药物结构、疾病病理生理机制、现有药物的功效、显微镜下的样本观察等结果进行快速分析,提升新药发现的效率,进而辅助靶点药物研发、候选药物挖掘、化合物筛选、药物晶型预测等。

人工智能能为新药研发做什么

 

虽然AI制药的好处显而易见,但其面临的关卡也非常大。业内表示,一款新药研发到上市的周期平均时间为八年多,AI主要可以缩短周期,提高效率,降低其失败概率,但由于数据集的缺乏,这一点的实现也非常困难。

制药企业需要利用已经成功药物的数据去回溯验证模型,这个过程本身难度就比较大,需要收集足够多的数据量。另一方面,利用算法模型进行预测,通过实验对这些结果进行验证,同时对现有的模型进一步优化,算法是他们的生命力所在。

当前,只有制药巨头纷纷进入“制药2.0”时代。例如,2018年,丹麦诺和诺德公司宣布将重组研发中心,增强AI方面竞争力,加速其严重慢性病产品管线的扩展和多样化。2017年,英国葛兰素史克公司与人工智能创业公司合作,利用大数据和机器学习加快开发创新小分子药物。2016年,美国强生公司把一些尚处于试验中的小分子化合物转交给人工智能企业,希望借助“机器智能”加速新药研发。

从目前来看,整个行业还处于摸索阶段,国外尚且如此,国内更落后一些。在生物技术短期内尚无突破的情况下,各玩家都在围绕数据布局,他们主要在做两件事:获取数据和理解数据。

 

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