人工智能如何助力新药研发?院士讲解机遇与挑战
人工智能将为新药研发带来更多曙光,根据英矽智能《2022人工智能药物研发白皮书》显示:近5年来,人工智能技术大幅增强了新药研发的效率,药物筛选时间从五年降至三年,临床成功率从12%提升至14%。今天,由市卫生健康委举办的2023“春昇杯”医学创新人才大赛颁奖仪式暨上海医学创新论坛上,中科院院士陈凯先教授带来数据并表示,人工智能助力新药研发,未来还将在中药复方研究等领域持续探索。
我国发展生物医药产业,加强新药研究的原始创新是关键。论坛主旨演讲中,陈院士介绍:原始创新即实现“从0到1”的突破,开辟全新赛道,梳理原始创新内涵,主要包括新治疗概念策略、新靶点新机制新技术、新结构类型、新的适应证、新的剂型和药物递送系统等。
近年来,创新性生物医药企业研发投入增长非常快,有的甚至超过大型传统综合性药企,在研管线也逐步丰富。从2022年上市医药企业研发投入来看,百济神州、恒瑞医药、复星医药、石药集团、和黄医药位列前五。我国研发投入前20的创新性生物医药企业管线中,仍以Ⅰ期、Ⅱ期为主,尚未到收获期,其中临床Ⅰ期占比44.92%,临床Ⅱ期占比20.52%,临床Ⅲ期占比12.38%,另有3.14%申请上市,16.54%已批准上市。
陈院士认为:人工智能技术助力药物研发,大有可为。以中药复方研究的技术创新为例,开发面临3个关键技术难题,有效成分群的辨识技术、有效成分群的功-效关联技性评价技术、有效成分群的组方定量设计技术。他表示,药物混合物通常比单个药物更有效,但由于可能的组方数量极其巨大,生物作用网络又极其复杂,想要通过“试错法”来确定一个强效药物组合非常有挑战性,而上述难题可以尝试利用人工智能来解决。
在创新药物研发中,人工智能技术能够参与整个流程。具体说来,从发现疾病机制靶点、蛋白质结构预测、发现生物标记物、优化药物结构、预测药物活性,到优化抗体、建立药物知识图谱乃至病人病情进展、预测临床成功率。正因此,麦肯锡公司预测:人工智能十大发展趋势之一是通过人工智能技术可以快速、低成本获得新型药物和治疗方法。
现如今,生成式人工智能模型已在药物研发中有所探索,陈院士认为,一些伦理上的考量,也应审慎对待。例如,生成式人工智能确实可以实现更快、更好创新,但在药物研发中有一定局限性,数据质量、多模态、可访问性和隐私保护面临挑战;此外,大模型的解释能力、可信性需要有充分佐证,数据样本收集有其局限性,是否符合法规和伦理等同样值得推敲。
展望未来,人工智能技术应用于药物研发可以有更广泛探索,例如,生成式人工智能结合自动化技术,完成药物分子的高效、精准合成与连续制造;再如,模拟临床环节和数字药物研发等。
论坛上,上海微创医疗器械有限公司的首席技术官张劼也做了主旨演讲。中科院院士葛均波教授,碧迪医疗大中华区研发副总裁薛跃强,上海联影医疗科技股份有限公司高级副总裁、首席品牌官俞晔珩,金浦健康基金创始管理合作人吉冬梅、上海汇天医疗科技股份有限公司CEO兼创始人林林以及2023年“春昇杯”一等奖获得者上海交通大学医学院附属第九人民医院骨科主任赵杰参加圆桌论坛。
据悉,“春昇杯”医学创新人才大赛作为2023上海国际生物医药产业周活动之一。自去年首次举办以来,得到社会各界的广泛关注与积极参与。今年大赛吸引66家大学及医疗卫生机构的182个项目报名,经初赛、复赛和决赛,共决出12个项目分列一等奖、二等奖和三等奖。会上同时举办上海市医疗卫生系统知识产权运营中心授牌,“海上医昇”专项企业智库代表授聘,并发布2023年“海上医昇”临床研究专项。
市卫健委相关负责人表示,接下来还将组织医企对接会,搭建产学研医服务桥梁,进一步畅通医企互动渠道,提供专利成果技术评估、技术中介、转化流程政策咨询等专业技术服务,实现项目和资本精准对接。
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