AI助力藥物研究 智能版“藥神”已在路上 助推藥物研發(fā)

“預(yù)計3到5年內(nèi)，人工智能將在新藥研發(fā)領(lǐng)域取得突破性進展，如找到治療某種疾病相對應(yīng)的新藥結(jié)構(gòu)等。病人的個性化用藥方案或?qū)⒃诖髷?shù)據(jù)和人工智能的加持下迅速發(fā)展。”近日，天津市腫瘤醫(yī)院副院長徐波在第一屆智能腫瘤學(xué)天津論壇上對科技日報記者說。

目前，人工智能與醫(yī)學(xué)的結(jié)合以影像學(xué)最為密切，已經(jīng)陸續(xù)產(chǎn)出針對肺、眼和皮膚等器官疾病輔助診斷的產(chǎn)品。而在藥物研究領(lǐng)域，人工智能也大有潛力。

提質(zhì)增效 助推藥物研發(fā)

眾所周知，新藥研發(fā)有“兩高一長”之說：高投入、高風(fēng)險、長周期。一款新藥從開始研發(fā)到獲批上市，通常需要經(jīng)過10—15年的時間。據(jù)統(tǒng)計，利用傳統(tǒng)方式開發(fā)新藥的費用已接近25億美元，而且每9年會增加1倍，近九成的藥物在Ⅰ期臨床階段就會被淘汰。能夠在藥性、安全性等方面達標，最終走向市場的藥物可謂是千里挑一。

人工智能的介入，能夠為馬拉松式的藥物研發(fā)找到新的突破點。“計算機可以讀遍所有的藥物專利和相關(guān)數(shù)據(jù)庫，對藥物結(jié)構(gòu)和作用病癥及對應(yīng)靶點胸有成竹，再去設(shè)計治療某種疾病的藥物時，便可以有目的性地去篩選，從而大大節(jié)省藥物研發(fā)成本、縮短研發(fā)周期。”徐波說。

“雖然人工智能在該領(lǐng)域的推廣還在初級階段，部分藥企已經(jīng)開始推進與人工智能公司的合作。”徐波告訴記者，已有不少制藥公司已經(jīng)將這些技術(shù)投入使用。例如，制藥巨頭默克公司正在開展相關(guān)項目，旨在利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)發(fā)現(xiàn)新型小分子;輝瑞公司已開始與IBM Watson合作研發(fā)免疫腫瘤藥物;生物技術(shù)公司Berg的研究人員開發(fā)了一種模型，通過對1000多種癌細胞和健康人類細胞樣本的測試，來識別以前未知的癌癥機制等。

國際上風(fēng)起云涌，很多決策者都愿意用新的方法和角度去啃藥物研發(fā)這塊硬骨頭。“另外，由于臨床時間和樣本量的限制，全新藥物在推行之初還是會有一定風(fēng)險。實際上，很多時候我們并不完全需要一個全新的藥物。”徐波表示，一藥兩用、三用甚至多用的情況并不少見，如二甲雙胍本以治療糖尿病的藥物身份被研發(fā)出來，但后來也有研究證實它在治療腫瘤和心血管疾病等方面也有明顯作用。“我們?nèi)绻軌蛘页龀墒焖幬锏钠渌πВ部蓽p少研發(fā)成本和臨床風(fēng)險，人工智能在這方面可以幫上大忙。”

私人訂制 保障合理用藥

合理用藥在全世界都是一個重大問題。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，在醫(yī)生所有開出的藥物中，一半以上配藥或銷售不當，而且有半數(shù)患者沒有正確用藥。過度用藥、用藥不足和錯誤用藥導(dǎo)致稀缺資源的浪費和廣泛的衛(wèi)生危害。

例如，慶大霉素、鏈霉素等是常見的廣譜抗生素，常用作消炎、殺菌。1981年，上海紅十字會等單位組織耳科專家對1742名聾啞人進行檢查，發(fā)現(xiàn)78%的人為后天聾啞，其中應(yīng)用鏈霉素、慶大霉素等耳毒性藥物引起聾啞者足有500余名。不合理用藥導(dǎo)致的嚴重后果可見一斑。

“人工智能可依托于基因組學(xué)大數(shù)據(jù)，對每位病人的用藥‘私人訂制’，無論是基因突變導(dǎo)致的藥物敏感性差異，還是體重等個體差異帶來的用藥劑量微調(diào)，都可以通過人工智能的‘火眼金睛’精準判斷。”徐波說。

與藥物研發(fā)一樣，現(xiàn)階段人工智能在合理用藥領(lǐng)域也剛剛起步。“如果數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)質(zhì)量跟不上，即便醫(yī)學(xué)人工智能有再好的前景，也會陷入‘巧婦難為無米之炊’的尷尬境地，對于藥物研發(fā)和合理用藥更是如此。”中科院分子影像重點實驗室主任田捷表示，目前以研發(fā)和應(yīng)用為目的的數(shù)據(jù)收集正在全國范圍內(nèi)穩(wěn)步推進，下一步學(xué)界還將瞄準數(shù)據(jù)標準化、高質(zhì)化發(fā)展。

據(jù)悉，今年8月份，中國抗癌協(xié)會將正式成立腫瘤人工智能專業(yè)委員會，搭建以人工智能技術(shù)解決腫瘤診療臨床問題的學(xué)術(shù)平臺。屆時，將聯(lián)合臨床醫(yī)學(xué)、生物信息學(xué)和計算機科學(xué)等多學(xué)科專業(yè)人才，合眾之力在腫瘤學(xué)領(lǐng)域建立醫(yī)工結(jié)合的示范模式，同時推進行業(yè)相關(guān)政策和標準制定，共同推動醫(yī)學(xué)人工智能的快速、健康發(fā)展。