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　　近日◈✿，据媒体报道◈✿，美国华盛顿大学戴维·贝克教授团队在《细胞》杂志上发表论文◈✿，利用人工智能（AI）技术平台精准地从头设计出能够穿过细胞膜的大环多肽分子◈✿，开辟了设计全新口服药物的新途径◈✿。

　　近年来◈✿，AI加速助力新药研发◈✿，几乎参与了从药物靶点发现到临床试验的全流程◈✿。在新冠肺炎疫情期间◈✿，多款药物问世背后也都有AI的身影◈✿，全球AI制药产业实现加速跑◈✿。

　　“AI一词是约翰·麦卡锡在1956年达特茅斯会议上提出的◈✿，用来描述‘制造智能机器的科学和工程’◈✿。AI差不多也是在这个时候被引入到药物研发领域的◈✿。”南开大学药学院教授林建平介绍◈✿，1964年◈✿，定量构效关系建模领域的建立成为AI开始用于药物研发的标志◈✿。

　　一款药物从无到有◈✿，要历经漫长且坎坷的过程◈✿。其中主要包括4个研发阶段◈✿，即靶标选择和验证◈✿、化合物筛选和先导优化◈✿、临床前研究以及临床试验◈✿。而每一个阶段又涉及到许多具体环节◈✿。

　　林建平举例说◈✿，比如在靶标选择和验证阶段◈✿，需要确定疾病相关的靶标◈✿。根据传统实验去确定靶标◈✿，既费时成本又高◈✿，而使用AI技术并结合已有的组学大数据◈✿，根据已知的以及新产生的实验数据◈✿，就可以快速分析出潜在候选靶标◈✿，节约时间和成本◈✿；或在已知先导化合物的功效◈✿，但是缺少明确靶标而导致具体作用机制和副作用不明确时◈✿，AI可以大范围预测靶标◈✿，缩小候选靶标的范围◈✿，最后结合实验手段快速定位真正的靶标◈✿。“AI帮助药物研发者快速找到靶标◈✿，加快先导化合物向药物转化的进程◈✿。”林建平介绍◈✿。

　　对于已有的药物◈✿，AI同样可以通过靶标预测◈✿，发现新的靶标◈✿，从而发现新的药物适应症◈✿，这也是一个非常热门的领域——药物重定位◈✿。

　　在最重要的临床试验阶段◈✿，AI的应用也起到了事半功倍的效果◈✿。“在这一阶段◈✿，需要在患者身上评价药物的安全性和有效性◈✿，AI可以参与到患者的招募◈✿、临床试验设计以及试验结果数据分析等◈✿。”林建平举例◈✿，比如可以通过AI技术从过去的临床患者中◈✿，提取患者的个人特征◈✿、症状◈✿、治疗效果等数据◈✿，找到最匹配当前试验的患者◈✿；试验设计上◈✿，AI可以预测合适的药物剂量◈✿、治疗方案等◈✿；而试验数据上◈✿，可以采用AI技术跟踪和管理患者的实时情况◈✿，预测患者预后情况等◈✿。

　　一个新药的诞生◈✿，通常需投入10亿甚至数10亿美元◈✿，研发周期一般超过10年◈✿，成功率却低于10%◈✿。而由于AI的加入◈✿，如今的药物研发成本减少了上亿美元◈✿，同时也大大缩短了研发时间天海翼步兵◈✿，一般来说可以缩短一半以上◈✿。例如◈✿，AI将临床前候选化合物的研发时间从平均4年半缩短至约13.7个月◈✿，缩短了近75%◈✿。

　　此外◈✿，AI还提高了药物研发的成功率◈✿。“通俗讲◈✿，药物研发实际上是一个试错的过程◈✿，AI可以帮助我们排除大量错误凯发k8娱乐官网地址app下载◈✿，最后留给我们的就是更大的成功机会凯发k8娱乐官网地址app下载◈✿。”林建平说◈✿。

　　正是由于AI制药具有对传统制药碾压式的优势◈✿，使得AI制药产业在全球发展壮大◈✿。目前◈✿，AI制药产业发展可概括为三大阶段◈✿：第一个阶段◈✿，AI制药公司初步形成天海翼步兵◈✿，主要针对某个阶段的药物研发提供AI技术服务◈✿；第二个阶段◈✿，AI制药公司开发了成熟的研发管线◈✿，并且开发的药物进入临床验证◈✿，这一阶段将吸引大量资本和初创企业加入◈✿；而第三阶段◈✿，则进入到关键的临床Ⅱ期药效性实验◈✿，真正证明AI研发药物的有效性◈✿。

　　我国AI制药起步较晚◈✿，尚处于第二个阶段◈✿。“但是国内的AI制药产业发展速度非常快◈✿，各大互联网巨头以及一些大型药企均开始布局AI制药赛道◈✿，当然还包括一些初创公司◈✿。”林建平表示◈✿。

　　据统计◈✿，目前国内已有超过60家AI制药公司◈✿，去年我国AI制药融资规模达12.36亿美元◈✿，同比增长163.54%◈✿。

　　可以说◈✿，AI已经渗透到药物研发领域的各个环节◈✿，促进了医药产业的升级◈✿，在未来极有可能带来制药产业的变革◈✿。随着目前AI制药产业的发展◈✿，在不久的将来◈✿，我们可能很快会迎来第一款AI技术研发的创新药物◈✿。在期盼之余◈✿，很多人也对AI研发的药物是否具有风险心存疑虑◈✿。

　　“目前来说◈✿，我们利用AI研发的药物的风险与传统的药物研发风险是一样的凯发k8娱乐官网地址app下载◈✿，包括药物的副作用◈✿、毒性◈✿、耐受性等天海翼步兵◈✿。”林建平解释说◈✿，由于目前AI在药物研发中大多起着辅助作用◈✿，最后仍旧需要经过真实的试验去验证其安全性和有效性◈✿，需要专家去做评定◈✿，所以在风险性上与传统研发药物相同◈✿。但是这样做也带来了另一个问题◈✿，制药行业仍以专家经验为基础◈✿，成为制约AI制药发展的最大阻碍◈✿。“之所以出现这种现象◈✿，主要是由于对AI技术助力制药的不信任凯发k8娱乐官网地址app下载◈✿。”林建平认为◈✿，随着接下来几年AI药物的成功上市◈✿，这个问题必将得到解决◈✿；另一方面◈✿，目前AI在药物研发全流程中◈✿，仍然扮演着辅助工具的角色◈✿，没有占据主导地位◈✿，这也就决定了AI制药产业难以获得飞跃式发展◈✿。

　　而且◈✿，AI技术仍在发展中◈✿，数据◈✿、算法◈✿、算力上的突破也需要一定的时间◈✿。如数据量不足◈✿、数据质量参差不齐◈✿，算法精度不高◈✿、算法无法满足需求等◈✿，都为AI在药物研发和应用上带来了困难◈✿。

　　此外◈✿，AI制药还面临许多其他挑战◈✿。比如生命领域的基础理论研究还有很多没有解决的问题◈✿；再比如复合型人才的缺少◈✿，“懂计算的不懂制药◈✿，懂制药的不懂计算”◈✿，如何更好地把生物问题转化为计算问题◈✿，然后用数字手段去解决天海翼步兵◈✿，这需要大量复合型人才的参与◈✿，而这一类人才的培养也是极其耗时的凯发k8娱乐官网地址app下载◈✿。

　　此外◈✿，超级计算平台在现代药物研发中也发挥着日益强劲的驱动作用◈✿，特别是伴随着“天河”等新一代超级计算机的研制成功◈✿，百亿级虚拟药物筛选◈✿、大规模全原子分子动力学模拟◈✿、大规模AI预训练模型等计算和智能技术为现代药物研发创新带来新机遇◈✿、新发展◈✿。

　　目前天河超级计算平台支撑了数十家机构◈✿、上百个研发团队开展高性能计算支撑的虚拟药物研发工作◈✿，取得了良好的成效◈✿。国家超级计算天津中心高性能计算部部长康波表示◈✿，超算团队将基于天河新一代超级计算机◈✿，研发物理生化模型与人工智能结合的药物设计新方法◈✿，构建计算机辅助药物设计研发核心链条聚合机制◈✿，探索算数融合◈✿、药工结合◈✿、研用协同的信创数字数值装置模式◈✿，研制面向创新药物发现的虚拟实验室◈✿，实现超算驱动现代药物创新发展的综合支撑能力天海翼步兵◈✿。