隨著(zhù)科技的發(fā)展，人工智能技術(shù)已廣泛應用于多個(gè)醫療領(lǐng)域場(chǎng)景中。根據GlobAI Market Insight的數據，2020年全球醫療人工智能市場(chǎng)的規模為42億美元，預計到2027年將增長(cháng)至345億美元。從各個(gè)板塊的占比來(lái)看，藥物研發(fā)是排名 第一的細分市場(chǎng)。
AI在藥物研發(fā)環(huán)節的應用舉例
AI在藥物研發(fā)領(lǐng)域應用的典型代表之一就是DeepMind公司開(kāi)發(fā)人工智能AlphaFold系統。通過(guò)使用接近 17 萬(wàn)個(gè)不同蛋白質(zhì)結構的數據庫以及包含未知結構的蛋白序列數據庫對 AlphaFold 進(jìn)行不斷訓練、迭代，AlphaFold 系統學(xué)習到了氨基酸序列，具備了精確預測蛋白結構的能力。
2020年11月，AlphaFold 2在蛋白質(zhì)結構預測大賽CASP 14中，對大部分蛋白質(zhì)結構的預測與真實(shí)結構只差一個(gè)原子的寬度，達到了人類(lèi)利用冷凍電鏡等復雜儀器觀(guān)察預測的水平，這是蛋白質(zhì)結構預測史 無(wú) 前 例的巨大進(jìn)步。
在國內，已經(jīng)不少企業(yè)致力于A(yíng)I在新藥篩選領(lǐng)域的應用，比如藥石科技構建的DELT化合物庫以及虛擬化合物庫，成都先導制藥、維亞生物分別構建的DEL編碼化合物庫、SBDD、FBDD篩選庫。
傳統的藥物篩選方式工作量巨大，耗時(shí)長(cháng)，效率低下，將AI與這些藥物數據庫結合的高通量篩選技術(shù)能夠更快、更準確地縮小搜索范圍，將藥物研發(fā)人員從大量的重復性工作中解放出來(lái)，縮短新藥研發(fā)時(shí)間，降低成本，提高研發(fā)效率 。
資本追捧 熱點(diǎn)領(lǐng)域
3月開(kāi)始，騰邁醫藥宣布完成3500萬(wàn)美元A輪融資，由啟明創(chuàng )投領(lǐng)投，奧博資本、斯道資本、F-Prime Capital跟投。成立于2021年年底的騰邁醫藥致力于打造以計算為核心的藥物發(fā)現新模式，本輪融資將主要用于藥物發(fā)現服務(wù)平臺的精細化建設，旨在整合物理建模、人工智能與生物物理學(xué)、藥物化學(xué)和生物學(xué)等跨學(xué)科交叉應用。
除了這類(lèi)初創(chuàng )公司以外，深耕行業(yè)數年的AI醫療企業(yè)已經(jīng)紛紛走到了C、D、E輪，并在2021年迎來(lái)了IPO熱潮，科亞醫療、鷹瞳科技、推想醫療、數坤科技等相繼提交了招股書(shū)。
據不完全統計，整個(gè)2022年全球AI藥物研發(fā)相關(guān)融資事件達144起，總金額超過(guò)了62億美元，融資總額較2021年增長(cháng)了47.6%，是近年來(lái)醫藥研發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。
以OpenAI技術(shù)為代表的AI在藥物研發(fā)創(chuàng )造環(huán)節的應用
目前，ChatGPT 在短時(shí)間內爆火，用時(shí)兩月用戶(hù)數量已達到了1 億人次。ChatGPT是一種大型的語(yǔ)言模型，用于對自然語(yǔ)言輸入進(jìn)行建模及預測，能夠回答人類(lèi)的問(wèn)題并進(jìn)行自然對話(huà)。這類(lèi)AI除了目前的搜索聊天功能之外，正逐步在藥物研發(fā)中發(fā)揮作用。
今年1月下旬，一篇發(fā)表在Nature Biotechnology上的論文顯示，由軟件服務(wù)提供商Salesforce開(kāi)發(fā)的新型人工智能系統ProGen能夠從頭開(kāi)始生成人工酶。
ProGen屬于類(lèi)"OpenAI"的語(yǔ)義識別系統，Salesforce的科學(xué)家們將2.8億種不同蛋白質(zhì)的氨基酸序列輸入了機器學(xué)習模型，通過(guò)學(xué)習在給定原始序列中過(guò)去氨基酸的情況，創(chuàng )建的ProGen新模型可以通過(guò)簡(jiǎn)單指令創(chuàng )造出自然界未有的蛋白結構。
比較而言，傳統的蛋白藥物設計依賴(lài)于對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行隨機的氨基酸突變及優(yōu)化，Progen 的模式徹底改變了以往這種蛋白類(lèi)藥物的設計過(guò)程，并能夠通過(guò)深度學(xué)習創(chuàng )造出與天然蛋白大部分序列均不相同的新蛋白序列，這是一種顛覆式的創(chuàng )新與進(jìn)步。
上文提到，以AlphaFold 2為代表的AI 技術(shù)助力藥物研發(fā)可以實(shí)現藥物結構的準確預測，而以ProGen為代表的新一代OpenAI技術(shù)則可以直接模擬合成蛋白的新結構，這些新技術(shù)都將極大地擴展用于藥物研發(fā)的初始蛋白結構庫，給當前的藥物研發(fā)帶來(lái)新的技術(shù)革命。
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