摘要:由于药物发现者通常采用高吞吐量筛选方式来提高药物发现率,而且不断试验的成本高,因此许多药物企业开始引进人工智能技术开发虚拟筛选技术,以取代或增强传统的高吞吐量筛选方法。 近年来,人工智能在新药开发、疾病风险预测和慢性病管理等领域也大放异彩。 本文主要分析了人工智能在新药开发领域的应用场景及其存在局限性。
新药开发企业将人工智能技术渗透到药物开发系统中,在药物开发过程中可以减少时间、人力和物资的投入,大大降低药物开发成本,同时可以根据基因、疾病等确立的数据模型预测研究开发中的有效性、安全性和副作用等。 随着人工智能技术的不断集成,药物研发企业在研发过程中逐渐“消除风险”的期待,同时提高了全球医疗信息领域的效率,越来越多的人相信AI技术能揭示生物学的奥秘,有助于促进人类健康。 今后3到5年,人工智能技术将在新药开发领域取得划时代的进展。
人工智能新药开发领域主要有三家公司,为推进新技术的应用已经进行了不同的尝试
目前,人工智能新药的研究开发领域有大型制药公司、AI技术公司和药物研究机构3种,人工智能在医疗领域的应用正在进行各种尝试。
大型制药公司以大量的药物研究开发数据寻求与人工智能公司的探索合作。 例如,国内药明康康德投资AI药物研发公司Insilico Medicine,配置了强化学习和对抗网络进行分子发现的技术。 日本武田药业与AAIH联合发起人Numerate的小分子药物合作,以AAIH联合推进人工智能在医疗领域的应用为目的。 不同的AI技术公司切入各自的业务,在新药开发的不同环节寻求突破,一旦发现细节,就逐渐向环节的上下游扩大业务,这些公司不是开发生产新药,而是为医疗机构和大型制药公司提供技术服务。 药物研究机构本身具有很高的研究开发水平,正在寻找新的商机。 这些机构也是服务型公司的平台,在制剂、代谢、安全性评价等方面向世界性的制药企业提供研究开发支援。 例如,上海药物研究所苏州科技成果转化中心正在构建自己的数据平台,准备在该平台的基础上成立公司,实现商业合作。
人工智能在新药开发领域有7个应用场景,目标发现阶段的企业很多
动脉网蛋壳研究院对国内外约80家人工智能企业的研究表明,AI在新药开发领域主要应用于靶点发现、化合物合成、化合物筛选、晶型预测、招患、优化临床试验设计和药物重定向7大场景,其中靶点发现公司最多,占绝大多数应用场景公司的50%,详见
图1人工智能应用的七大场景企业数量分布
目前,由于AI在新药开发领域的总体应用,主要集中在靶点发现阶段,即主要集中在新药开发初期的化合物合成、化合物筛选、晶型预测等环节的企业数量较少。 从卵壳研究院整理的78家人工智能新药开发企业来看,与药物靶向发现环节相关的制药企业的代表企业有IBM Watson Health、NimbusTherapeutics和冰洲石科学技术等,化合物筛选代表企业有Atomwise、recursion pharma ceutic等 详细的企业图像如图2所示。
图2人工智能在新药开发中的应用场景企业图像
人工智能有限,新药开发支持的效果尚未得到验证
人工智能作为计算机领域的尖端技术,其应用价值也逐渐扩大,也出现了代替人工的发言。 虽然利害共存,人工智能可以更准确地识别目标,更有效地处理数据,但这些技能的存在都是IT人员判断新药开发各种参数的重要性的极限。 任何技术都会产生幻想,如何取得平衡有时取决于员工的直觉和经验。 这些不能算入编程中。 一个工具不能决定所有的问题,为了最大限度地利用AI技术,需要更多的研究和投资。
新药开发面临的挑战不胜枚举,人工智能解决的部分有限。 用计算机设计新药的程序已经存在了几十年。 但是,在医药业,研究开发的生产率不仅没有上升,而且逐年下降。 发现药物的时间不缩短,成本也不低。 这不是说这些程序阻碍了新药的开发,而是没有给业界带来巨大的喜悦变化。 即使人们对人工智能新药的研制不退烧,我们也要合理考虑这项新技术。 目前人工智能新药的研制技术还处于初步发展阶段。 该技术是否有助于新药的研发领域,还需要时间的积累和成果。
结语
综上所述,人工智能在新药开发领域具有巨大潜力,目前尚未开发出基于人工智能技术的新药,但大力发展大数据新药已经成为世界制药行业的新趋势。 当时人工智能给制药行业和整个社会带来了革命性的变化,我国人工智能也在新药开发领域大放异彩,希望给患者带来利益的新药。