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如何找到和定义一个真实的、清晰的科学问题,以及问题成立后,我们是否有足够的数据来进行清洗和分析,这考验着我们的计算资源。同时,在我们对一系列问题都预测建模后,是否具备一套良好的评估方法对成药效果进行分析……凡此种种,都是AI制药路上亟待解决的问题。
“在机器学习AI领域,尤其随着ChatGPT这样应用的风靡,推高了将新技术与生物制药结合的呼声。在医疗数据的处理和分析方面,AI可以帮助处理和分析大量的医学图像、基因数据、病历资料等复杂信息,提供更准确的诊断和治疗方案。” 中国工程院院士陈赛娟在2023上海国际生物医药产业周同期活动——“医药医疗创新大会暨第七届上海AI大会”上说道。
近年来,随着数字科技和生物材料等领域前沿科技不断融合,人工智能在生物医药研发与医疗建设中发挥重要作用。我国的智慧医疗市场需求高速增长、规模迅速发展,各地都在积极探索并加速新技术的运用场景落地。
第七届上海AI大会在10月19日举行,以“创新赋能医药医疗发展”为主题,旨在探讨“药物研发中的技术创新”、“临床开发中的数智策略”、“全球药物合作”、“AI赋能智慧医疗”几大方向,共谋后疫情时代医药医疗新技术与新发展。
中山大学分子设计研究中心主任徐峻提出,AI驱动的药物设计方法主要是由注意力机制(attention mechanism)突出分子的重要局部特征,建立重要局部特征与活性的关系,再通过输入数据计算出的权重表示局部特征的重要性。然而,虽然多年来药物研发领域的投资不断增加,但投资 10 亿美元得到的上市新药数目每 9 年就减少一半,这一现象又被称作反摩尔(Moore)定律。
《药理科学趋势》(Trends in Pharmacological Sciences)杂志曾发表相关文章称,AI 可以加快药物临床试验的成功,从而助力破解反摩尔难题。徐峻认为,通过AI的深度学习,句法模式识别在合成设计、筛选、活性的预测,将有机会突破反摩尔定律,助力更多新药上市。
恒瑞医药分子信息部高级总监李勋在会议上说道:“如果传统制药是自行车,AI制药就是摩托车,但必须承认,AI制药的道路还是很曲折的。在我看来,计算辅助药物研发的着眼点有四个:1、核心,即找到进行AI制药的真正目标;2、要素,包括是否有合适的生物学问题和恰当的模型;3、层面,是指AI制药能帮助我们实现什么,是提高研发效率,还是解释实验现象,抑或是建立模型,帮我们进行预测;4、空间,包含成药性空间、药物分子的结构空间、与人体的互作空间等,我们要在这些空间中找到交集。”
在癌症诊断方面,传统癌症的诊断技术虽然便捷,但灵敏度低、特异性差,而且对病人有所伤害。同济大学医学院博士生导师、上海市分子诊断创新技术研究所CTC中心主任陈炳地通过医工交叉,提出一种非抗体依赖捕获、致力细胞病理鉴别的全新CTC检测技术——PETCEC技术。由于肿瘤细胞与正常细胞的糖代谢有所差异,可通过正电磁性纳米探针特异性识别负电的肿瘤细胞,而通过生物纳米技术设计的“伪生磁性纳米探针”具有靶向识别肿瘤细胞的作用,在捕获肿瘤细胞后可快速分离,具有优良的生物安全性。