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首个AI设计药物诞生!AI制药时代正在加速中

  人工智能技术拥有变革整个社会的力量。当前,随着人工智能概念不断深入,AI技术逐渐走向产品化、产业化和工程化,人工智能相关产业的研发和应用也在迅猛发展,并且越来越多的行业开始尝试AI的力量。

  百度创始人李彦宏曾表示,“人工智能是一个堪比'工业革命'的大革命,它会在很多领域带来非常不一样的体验。”

  他预计,未来中国20年到50年,人工智能将成为经济成长重要的推动力之一。不过,与国内相比,西方发达国家在这一块的布局比较早,取得的进度也比较快。

  以制药行业来说,由于新药研发是一个大工程,它所需要的时间长、成本高、耗费精力多、风险高、回报期长,当前全球新药研发的成本越来越高,这也使得不少科研人员开始将目光投向人工智能,“AI”制药开始启航,并逐渐成为全球药企探索新药的新途径。

  “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。

  AI制药面临的难题

  虽然,AI制药的好处的显而易见的,不过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。

  一方面,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一家人工智能企业,希望借助“机器智能”加速新药研发。

  但从目前来看,整个行业还处于摸索阶段,国外尚且如此,国内更落后一些。

  首个AI设计药物诞生

  据科技日报报道,澳大利亚弗林德斯大学的研究团队利用AI技术研制出一种名为“涡轮增压”的流感疫苗,这种疫苗可以刺激人体免疫系统产生更多的抗流感病毒抗体。据悉,这是全球首个由AI设计的药物。

  通常情况下,要研制一种疫苗,医药公司得筛选数百万种化合物,并需要数千人连续工作5年,耗费高达数亿美元。而在AI技术的帮助下,团队首席专家、弗林德斯大学医学教授尼古拉·彼得罗夫斯基带领的小型科研团队只用了大约两年就开发出了这种疫苗。

  据悉,该研究团队设计了一套名为“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称作“疯狂的化学家”的能够创造出数万亿个虚拟化合物的智能程序。两套协同工作从而提出有效的疫苗选项。

  小结

  随着人工智能的发展,可以预见未来无论是在新药研发还是其他领域,其前景都非常广阔,但也要看到当前AI制药行业还处于发展初期,依然有大量的难点需要突破,相关产品的大面积落地应用也还需要很长一段时间。

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