AI助力藥物研究 智能版“藥神”已在路上

“預(yù)計(jì)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(jìn)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(bào)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(xiǎn)、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(shí)間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用傳統(tǒng)方式開發(fā)新藥的費(fèi)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(dá)標(biāo)，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?yàn)轳R拉松式的藥物研發(fā)找到新的突破點(diǎn)。“計(jì)算機(jī)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(diǎn)胸有成竹，再去設(shè)計(jì)治療某種疾病的藥物時(shí)，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?！毙觳ㄕf。

“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(jìn)與人工智能公司的合作?！毙觳ǜ嬖V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(xiàng)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(xì)胞和健康人類細(xì)胞樣本的測試，來識別以前未知的癌癥機(jī)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?！傲硗?，由于臨床時(shí)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(xiǎn)。實(shí)際上，很多時(shí)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(shí)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π?，也可減少研發(fā)成本和臨床風(fēng)險(xiǎn)，人工智能在這方面可以幫上大忙?！?/p>

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(jì)，在醫(yī)生所有開出的藥物中，一半以上配藥或銷售不當(dāng)，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(fèi)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(jìn)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(yán)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(zhǔn)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(jìn)，下一步學(xué)界還將瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，將聯(lián)合臨床醫(yī)學(xué)、生物信息學(xué)和計(jì)算機(jī)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(shí)推進(jìn)行業(yè)相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)制定，共同推動醫(yī)學(xué)人工智能的快速、健康發(fā)展。