《人工智能在中医药产业发展中的不同阶段和临床应用》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-09-14
  • 随着人工智能技术在生命科学领域的作用越来越明显,中医药产业在人工智能的潮流中迎来新的发展良机。

    人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法和技术及应用系统的一门新的技术科学。

    国务院发布的《新一代人工智能发展规划》明确表示,人工智能发展进入新阶段,已经成为国际竞争的新焦点,成为经济发展的新引擎,将带来社会建设的新机遇,同时发展的不确定性也将带来新挑战。

    目前,人工智能技术在生命科学领域已经取得了实际应用,如智能医学影像识别、病理人工智能辅助诊断、智能健康管理、智能药物研发、智能诊疗、智能手术导航系统和健康大数据等方面。

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    中医药有着悠久的发展历史、丰富的实践经验和海量的文献,但资源挖掘利用不足,将直接影响发展和传承效率。中医与西医的发展模式大相径庭,西医从实验数据中归纳提炼经验,再通过时间检验、修正、发展成理论;而中医则是在临床试验中不断总结、摸索,经验极具个性化,总体发展缓慢且困难。

    长期以来,我国中医药工作面临两“难”:一难是名老中医临床经验传承与发展;二难是提升基层中医药服务能力。名老中医学术经验的传承效率不高,传统的师带徒模式成长周期长、培养人才数量少,难以满足临床需求。此外,临床产生的大量中医药诊疗数据,尤其是中西医诊疗的综合信息资源整体利用度不高,存在数据资源浪费情况。

    随着人工智能技术在生命科学领域的作用越来越明显,中医药产业在人工智能的潮流中迎来新的发展良机。

    人工智能的理念和技术在中医药的传承和发展中,可分为三个阶段:一是人工智能技术挖掘中医药数据;二是人工智能技术辅助中医诊疗及辅助学习系统;三是中医药人工智能技术融入全生命周期健康维护。

    第一阶段:人工智能技术挖掘中医药数据

    将众多中医古籍、临床资料数字化,大力挖掘相关数据并进行分析,形成经验,辅助临床诊疗工作。

    中医药数据挖掘已被广泛应用于中医药古籍的检索和名老中医经验的挖掘整理中。目前常用的方法包括频数分析、关联分析、复杂网络分析、聚类分析等。大数据技术促进了传统中医药典籍电子化,如《中华医典》等书籍和数据库,这有助于充分挖掘历代中医药知识。同时,中医药现代化研究也积累了大量中药和方剂的药理研究资料和作用机制的资料,形成了标准的数据库。

    目前,中医药标准化工作已经完成对中医疾病病名、证候、中药药名、方剂名等的标准构建。但是面对中医药数据的复杂性,传统的统计分析工具和简单的数据挖掘技术已经不能满足中医药信息化发展的需求,因此需要人工智能的深度学习进一步对大数据进行分析和处理。

    第二阶段:人工智能技术辅助中医诊疗及辅助学习系统

    人工智能技术拥有独立自主的诊疗功能,通过大数据学习可达到与临床专家高度匹配的诊疗结果,此时人工智能技术在临床辅助诊疗中可发挥一定的主动性。同时,还可利用已达到中医临床专家水平的人工智能技术培养中医人才,提高中医药传承效率,促进中医药传承。

    在中医智能诊断方面,目前四诊客观化的研究已经取得阶段性成果。脉诊和舌诊的客观量化已经有了长足进步,这或将改变传统诊断受医师主观意识、经验积累影响,以及受限于环境因素,缺乏客观指标而难以重复的问题。

    第三阶段:中医药人工智能技术融入全生命周期健康维护

    人工智能技术将中医全面融入生活,从健康管理、诊断、治疗等方面全方位服务患者,相应的人工智能技术能独立完成临床任务。

    在数据挖掘和辅助诊疗及辅助学习相关技术均比较成熟的状态下,进一步将中医药领域的人工智能技术融入健康管理,真正应用于相关疾病的一级预防及二级预防中,充分发挥中医药治未病的理念,使中医药理念融入到日常生活中。

    中医对于未病的理解更深入,不同于现代医学主要针对某一种或某几种常见疾病的健康管理,中医是通过对不同个体的望闻问切,然后根据个体的体质及相关危险因素选用针对性的干预措施,以实现整体调节,可更好实现“未病先防、既病防变、愈后防复”。

    基于人工智能技术建立中医药健康管理云平台可以实现高效的人机对话并进行相关信息的处理分析,能根据每个人的不同体质状况给出相应的健康处方,对不同体质个体进行相应的调整改善,做到精准化个体化医疗保健,同时跟踪随访、收集健康大数据,开发并完善疾病预测模型和疾病筛查模型的建模策略与方法。

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    当前,我国中医人工智能正处于第二个阶段的研究发展中。

    辅助诊疗系统是人工智能在医疗领域的最大应用场景,在中医领域亦然。目前,部分企业研发的中医智慧化诊疗系统已经初具临床应用价值。

    1.悬壶台中医辅助诊疗系统

    这是由微医联合莲芯健康共同开发的,运用“中医辨证论治系统”结合互联网、人工智能技术,搭建的悬壶台——中医健康信息云平台,提供中医电子病历、辅助开方、心脑血管疾病、中医药知识库、中医治未病、集成HIS系统串联服务,普及和提升各级医疗卫生机构的中医药服务能力和诊疗水平。

    该平台已接入320多家医疗机构,多家区域医疗平台,累计处方量达2200万余张。

    2.中医综合诊断系统

    由芜湖圣美孚科技有限公司研发的“中医综合诊断系统”,有五大组成模块,分别是中医脉象诊断系统、舌面象诊断系统、中医体质辨识系统、个性化养生调理系统,经典处方系统。

    该产品以中医脉象诊断为基础,采用全自动气体加压方式,中医脉象诊断,利用计算机,通过袖带式传感器,在桡动脉村寸,关,尺三个部位检测脉象信号,模仿中医医师指法,按照中医举、按、寻的诊脉过程,浮、中、沉散布全自动气体加压取脉,采集八个不同压力段的脉象波形自助选择最佳压力波形,并将脉象的位,数,形,势和脉图的各项参数自动分析,以判定出28类脉。

    该产品采用专业拍摄光源,运用计算机标准化技术,对舌(舌色14种、舌络3种、舌形9种、舌态5种、苔色4种、苔质12种),对面(唇色6种,面色17种,面部光泽3种,局部特征3种)进行信息采集和分析,按照中华中医药学会标准ZYYXH/T157-2009《中医体质分类与判定》的要求进行问诊,并对9种基本体质及44种复合体质进行自动判别。

    3.乌镇国医云脑

    “乌镇国医云脑”由道生医疗、金灯台信息与泰坤堂共同搭建,由“道生中医云脑”的核心技术汇聚成果,它以四诊仪为载体,以海量中医药大数据、中医特色机器学习算法、强大云计算能力为基础技术要素,具备了感知、连接、语言、决策4大中医人工智能能力,能够读懂中医语言,像中医师一样思考,像名医导师一样给出答案,是基层年轻中医师的最强中医外脑,是中医领域目前最前沿的人工智能创新成果。

    目前,该系统已在国医大师刘敏如女科医系“起伏脉”临床经验研究、名中医俞瑾 PCOS分型诊治研究 、名老中医张云鹏脂肪肝诊治经验智能挖掘 、名中医王翘楚失眠诊治经验智能挖掘等领域开展应用。

    在进行中医相关人工智能研究时,中医领域人才需要与人工智能专家紧密结合,使相关人工智能技术保留中医药精髓,贴近临床实际需求。

    此外,中医药大数据分析和机器学习需要真实可靠的数据,而无论是作为输入的症状、体征、检测指标还是作为输出的疾病种属、证候类型以及最终的诊疗方案,都应该采用统一的、尽可能规范化、客观量化的体系及规则进行标定。

  • 原文来源:http://news.bioon.com/article/6727563.html
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  • 《以高度的文化自信 推动中医药事业高质量发展》

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    • 编译者:李亦嘉
    • 发布时间:2024-09-03
    • 【摘要】以高度的文化自信推动中医药事业高质量发展,不仅是关乎中医药事业高质量发展的战略问题,也是推进经济社会发展、助力中华民族伟大复兴的重要议题。高度的文化自信不仅是中医药事业高质量发展的坚实基石、深沉动力与强劲支撑,更是推动中医药走向世界、为人类健康探索提供中国方案的关键所在。推动中医药事业高质量发展,需要坚守中医药的主体性,加速中医药的现代化进程,并弘扬中医药文化,以增强其国际影响力,为全球健康事业作出更大贡献。 【关键词】文化自信 中医药 高质量发展 【中图分类号】R2-0 【文献标识码】A 习近平总书记指出:“自信才能自强。有文化自信的民族,才能立得住、站得稳、行得远。”①党的二十大报告强调,“促进中医药传承创新发展”,为推动中医药事业高质量发展指明了方向。以高度的文化自信推动中医药事业高质量发展,不仅是关乎中医药事业高质量发展的战略问题,也是推进经济社会发展、助力中华民族伟大复兴的重要议题。 文化自信是中医药事业高质量发展的核心动力 文化自信是一个国家、一个民族发展中最基本、最深沉、最持久的力量。对于中医药事业而言,高度的文化自信不仅是其高质量发展的坚实基石、深沉动力与强劲支撑,更是推动中医药走向世界、为人类健康探索提供中国方案的关键所在。 文化自信为中医药事业发展提供坚实基础、深沉动力和强劲支撑。中医药事业的发展,不仅依赖于文献挖掘、临床实践与科学研究的实际成果,更离不开对其精神、思维、文化等层面的深刻认知与坚定信念。缺乏这些精神层面的滋养,中医药的临床实践、理论体系完备与发展路径探索就如同无源之水、无本之木,失去了其最宝贵的文化根基与价值引领。举例而言,近代以来中西医之间的科学之争、中医药存废之争之所以出现,其根源就在于文化自信的缺失。缺乏文化自信,中医药的发展方向便容易迷失,其理论的科学性问题难以厘清,临床的有效性与安全性也易遭受质疑。② 当前,由注重“治已病”向注重“治未病”转变,是健康中国战略的重要内容。而“上工治未病”一直是中医的重要理念。“未病先防、已病防变、瘥后防复”,是中医“治未病”思想的三个核心层面。中医药因其诊断方式简便、治疗用药方便、疗效显著且费用相对较低,深受广大群众欢迎,成为连接中华优秀传统文化与现实生活的桥梁和纽带。只有坚定文化自信,才能充分发挥中医药在促进经济社会发展、维护人民健康方面的重要作用,使其成为我国独特的卫生资源、潜力巨大的经济资源、具有原创优势的科技资源、优秀的文化资源和重要的生态资源。 文化自信为中医药走向世界奠定基础。中华文明之所以能够发展传承至今,一个重要原因是其既不断巩固自身的文化主体性,又始终以开放包容的姿态对多元文化兼收并蓄。中医药作为中华文明的重要组成部分,同样具备这种特质。中医学是一门以“术”载“道”的科学,既具备应用的普适性,又蕴含文化的特殊性,是中外文化交流的一张靓丽名片。从秦汉时期中医药广泛传播到邻近国家,到丝绸之路上的健康与文化交流,再到如今中医药已传播至全球196个国家和地区,中医药的国际化步伐不断加快。 当前,我国坚持以“走出去”为引领,持续推动中药产品走向世界。可以说,中医药已经成为我国与国际社会开展经贸合作的重要内容,也是人文交流和文明互鉴的重要桥梁。以高度的文化自信推动中医药走向世界,不仅有助于立足中医与西医的差异,为完善人类医学范式提供不同的思维方式,还能促进中外医学的互补互进,开创医学文化共生共荣、协同发展的新局面。 中医药为人类健康探索提供中国方案。中医药学秉持整体观念,关注患者的生命与情感,强调人与自然的和谐共生。中医药在几千年发展的历史长河中,选择性融入儒家、道家、佛家等思想精髓,形成了独特的理论体系和方法体系。比如,司外揣内、见微知著的诊断思想,阴平阳秘、和合致中的调理特色,勿待渴而穿井、斗而铸锥的“治未病”理念等,是将中国传统哲学成果转化为自身的理论体系和方法体系。③同时,中医药学还不断汲取天文、地理、数学、军事等自然科学知识,实现自然科学与社会科学、人文科学的高度统一,符合现代科学技术的发展趋势。坚定文化自信,使我们能够理性平和地看待中医与西医的本质差异,自觉发挥中医药的原创优势,构建中医药和西医药相互补充、协调发展的中国特色卫生健康服务体系。中医药的独特理念和有效实践,不仅能为人类探索更加美好的健康模式提供中国方案,更能为全球健康事业贡献中国智慧。 中医药文化自信源自其深厚的历史底蕴及理论沉淀 中医药学,这一承载着中华民族深邃哲学智慧与健康养生理念的瑰宝,其文化自信不仅源自中医药对中华民族繁衍昌盛的重要贡献,更植根于中医药理论的博大精深、实践经验的丰富积累,以及中医人仁心仁术、济世救人的高尚职业情操。 中医药文化自信源自其深厚的历史底蕴。作为世界医药史上唯一未曾中断、持续发展的医学体系,中医药见证了中华民族与疾病抗争、追求健康的漫长历程。从“药食同源”的朴素认知,到灸法、热熨法的发明,再到针灸、按摩等疗法的形成与经络学说的构建;从春秋战国时期中医诊疗基础理论的奠定,到《黄帝内经》《伤寒杂病论》《神农本草经》《千金翼方》《本草纲目》等古典医籍的问世,中医药学逐步构建起一套完整的理论体系,并深深融入中华民族的生产生活,成为民众追求健康的重要方式。中医药在防治疾病、应对突发公共卫生事件中的卓越表现,更是为这份文化自信增添了沉甸甸的分量。比如,中医、中西医结合治疗传染性非典型肺炎,疗效曾得到世界卫生组织的肯定;在抗击新冠疫情的过程中,中医药通过临床筛选出的有效方剂“三药三方”曾发挥了重要作用;等等。 理论沉淀是中医药文化自信的重要支柱。中医药学从宏观、系统、整体的视角深入揭示人的健康和疾病的发生发展规律,并融合中国传统哲学思想,构建了阴阳五行、藏象经络等独特理论体系,实现了医学与哲学、自然科学与人文科学的融合与统一,在几千年实践中形成了全球范围独树一帜、疗效确切、覆盖人生命全周期的医学科学。④中医药学以脏腑经络、气血津液为基础,强调阴阳平衡、气血畅通,倡导以辨证论治为特点的个体化诊疗,其大生态医学模式更是契合了未来健康医学的发展趋势。正是这些深厚的理论沉淀和实践积累,让中医药学在全球医学领域历久弥新。 中医药文化自信还体现在中医人仁心仁术、救人济世的高尚品格之中。从古至今,中医药领域涌现出无数医德高尚、医术精湛的大家,他们以实际行动诠释了“大医精诚”的深刻内涵。从“一日遇七十毒”、终因误尝断肠草而死的神农氏,到清廉淡泊、济世救人而成就“杏林春暖”佳话的蕫奉;从撰写我国第一部临症医学专著《伤寒杂病论》的张仲景,到撰写我国首部完整论述医德的著作《千金方》的孙思邈;从写出“东方医药巨典”《本草纲目》的李时珍,到提出“医家五戒十要”的陈实功;等等。在抗击新冠疫情的斗争中,中医人更是以忠诚、执着、朴实的品格,展现了中医精神的时代价值和社会责任。中医人用自己的行动诠释了中医药文化的精髓和力量,为新时代品德锤炼、价值引领、信念塑造提供了丰富的精神资源。 以高度的文化自信引领中医药事业高质量发展的路径 新时代新征程,以高度的文化自信推动中医药事业高质量发展,要在倡导科学认知的基础上,勇于跨越中西医学之间的界限,实现优势互补与融合创新。唯有正视中医药的独特优势与存在的不足,在包容与批判中寻求转化与创新,以此实现自我超越,才能促进中医药事业的繁荣与进步。 坚守中医药的主体性,筑牢文化自信之基。习近平总书记强调:“任何文化要立得住、行得远,要有引领力、凝聚力、塑造力、辐射力,就必须有自己的主体性。”⑤中医药的文化自信,根植于其深厚的主体性之中。不可否认,由于受到西方文化中心论与唯科学主义的影响,一些人将现代科学与现代医学视为“科学”的典范,作为唯一标准来衡量、评价与改造中医药,导致中医药西化、异化。⑥对此,我们既要坚守中医药的主体本原,即中医药的基本立场和基本方法,包括其独特的价值理念、思维方式、诊疗特色等,确保中医药在传承中不失其魂、在创新中不失其根;又要积极面对多学科交叉融合、科学环境语境发生变化、疾病谱发生变化等挑战,勇于接纳现代多学科的先进理论与技术成果,促进中医药与现代科学的交叉融合。尤其是要正确处理中医与西医的关系,秉持互学互鉴、共融共生的原则,共同推动人类健康事业的发展。具体而言,既要深入挖掘中医药的哲学内涵与健康智慧,又要积极构建符合中医药发展规律的政策法规体系、管理体系及评价体系,确保中医药在保持传统特色的同时,能够与时俱进,焕发新的生机与活力。 守正创新,加速中医药现代化进程。推动中医药现代化,是实现其高质量发展的必由之路。这要求我们既要立足中医药的传统优势,又要充分利用现代科技手段,实现中医药在诊疗技术、药物研发、健康管理等方面的全面升级。具体而言,可以通过智能化、数字化手段优化中医诊疗流程,提升中医诊疗效率与服务质量;加强中药材种植、加工、质量控制等环节的科技支撑,确保中药产品的安全有效;聚焦重大疾病领域,开展原创性、前沿性的中医药研究,形成更多具有国际影响力的医学成果。要让中医药在医疗和健康服务中展现出更强的“硬实力”,从而赢得更广泛的社会认可与信赖。 弘扬中医药文化,增强国际影响力。推动中医药事业高质量发展,还应注重中医药文化的传播与弘扬。这要求我们不仅要练好“内功”,提升中医药自身的核心竞争力;还要借助“外力”,通过多种渠道和方式向世界展示中医药的独特魅力与价值。具体而言,应将中医药文化融入百姓日常生活,通过丰富多彩的文化活动和体验项目,宣传中医药核心价值理念和特色健康生活方式,提升公众对中医药的认知度与接受度。充分利用新媒体平台拓宽传播渠道,实现中医药文化传播的多样化与精准化,让更多人了解中医药、信任中医药、使用中医药。同时,应加强中医药文化的国际交流与合作,用通俗易懂的语言讲述中医药故事,展现中医药在疾病防治、健康养生等方面的独特优势与贡献。让中医药成为连接不同文化、增进人类健康福祉的桥梁与纽带,为构建人类卫生健康共同体贡献中医药的智慧与力量。 (作者为湖南中医药大学人文与管理学院党委书记,湖南省中医药文化研究基地副主任、教授;湖南中医药大学马克思主义学院硕士研究生赵远鹏对本文亦有贡献) 【注:本文系国家社科基金项目“中医药优秀传统文化融入高校思想政治教育的基本路径与保障机制研究”(项目编号:22BK199)阶段性成果】 【注释】 ①⑤习近平:《在文化传承发展座谈会上的讲话》,《求是》,2023年第17期。 ②⑥张宗明:《论中医药文化自信》,《南京中医药大学学报(社会科学版)》,2018年第1期。 ③张宗明:《中医文化学(第2版)》,北京:人民卫生出版社,2023年,第97页。 ④王国强:《以高度文化自信推动中医药振兴发展》,《人民日报》,2017年2月24日。
  • 《人工智能帮助新药研发》

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    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-12-03
    • 在古代,神农尝百草,这其实就是人工筛选药物的过程。 在现代,看过电影《我不是药神》的人也会知道,新药研发的成本是极高的。 在综艺节目《奇葩说》中,经济学家薛兆丰提到:每一款新药研发的周期大约是20年,平均每款新药的研发费用高达20亿美元。 所以,新药研发是一个高风险高回报的行业。 人工智能时代,情况有了很大的变化,人工智能可以对新药研发有很大的帮助。 药的分类 要理解人工智能对新药研发的帮助,首先需要对药物做一个大致的分类。从药物分子的大小来分,一般可以把药物分为二类。 1. 化学药 化学药的起效成分是单一、明确的化学小分子,分子量通常小于 1000 道尔顿(也就是1000个质子质量)。这种药可以通过实验室化学合成制备,其分子结构可以用紫外可见分光光度计,核磁共振与红外光谱仪等仪器鉴定。这种药物分子可以直接进入细胞产生药效。 著名的阿司匹林(aspirin)就是一种化学药,阿司匹林于1899年3月由德国化学家发明,可用于治疗感冒、发热、头痛等病症。再比如伟哥(viagra)是由美国辉瑞研制开发的一种口服治疗男性性功能障碍的药物,在音乐人李宗盛等人演唱的《最近比较烦》这首歌中,有这样一句“我梦见和饭岛爱一起晚餐, 梦中的餐厅灯光太昏暗, 我遍寻不着那蓝色的小药丸”,这个蓝色的小药丸就是伟哥 ,这也是一种化学药。 2. 生物药 生物药一般是抗体、蛋白(多肽)、核酸类药物,分子量通常远大于1000 道尔顿。所以生物药是大分子药。 比如治疗糖尿病的人工胰岛素就是一种生物药。1958年,中国科学院在王应睐、曹天钦、邹承鲁、钮经义、沈昭文等先生的带领下,正式启动人工合成胰岛素项目,1966年取得巨大成功。我国人工合成的胰岛素其实就是一种人工合成的蛋白质分子,这是一种生物药。 对于人工智能新药研发来说,多数情况下比较适合处理化学药,对于大分子生物药的研发,目前的人工智能技术还有点力不从心。 新药研发与药物靶点 要理解新药研发,我们还要看一下为什么一个人会生病——因为药物是用来治病的。从分子生物学的角度来说,有的病情是由于分子的表达缺失引起的,比如胰岛素降低引起糖尿病;也有的病情是因为分子的表达过强引起的,比如组胺过高引起过敏。 那么,人为什么会生病呢?因为身体是由细胞组成的,细胞是由化学小分子和生物大分子共同组成,它们并不是简单地拼凑在一起,而是相互级联作用构成一个复杂庞大的网络,不同的生理功能可以看成这个巨大网络中一条条串联的线路。 我们身体的疾病,除了外科损伤之外,多数是这个网络上某个线路发生了异常,这就好像某条交通线发生了堵塞一样。吃药的目的就是打开这个拥堵点。这个拥堵点也就是药物分子需要作用的“靶点”。 在分子生物学出现之前,没有药物靶点这个概念。在那个时候,无论是全球各地的草药,还是偶然发现的青霉素,都是根据经验、猜测或者迷信来揣度人体的发病原因。中药就是其中一个例子,一般中药有副作用,这就是因为中药不是根据分子生物学设计出来的,所以它的靶点很散乱,相当于是用散弹枪去打靶,而现代西药则好像是用狙击枪去打靶。 因此,人体内的所有分子都可能成为潜在的靶点,这些分子有可能在细胞膜上,或者在细胞质里,有些可能在细胞核里;这些分子也可能在血液里,或者在大脑中——不同分子的特点不同。比如抗体等生物大分子只能与体液和细胞膜上的分子结合,而化学小分子则更容易穿透细胞膜甚至进入细胞核发挥作用。不同药物进入体内的方式是不同的,一个好的药物需要保证它们不要在进入体内的途中损失掉(比如被胃液的酸性腐蚀等等)。而且药物的设计必须有很好的靶向性,比如有的药需要进入大脑,那么就需要穿过血脑屏障;有的药为了不影响婴儿,则希望它不要透过母婴屏障。最好的药物设计的标准是:设计出来的药只与想治疗的器官和分子发挥作用,而不产生其他的副作用。但是,由于生物功能是一条线路,这个线路上可能不止一个分子有成为靶点的潜力,因此要找到最关键的靶点才会最有效果。但事情没有那么简单,在生物体中,同样一个分子可能是多功能的,如果抑制了这个分子,可能就会引起其他正常功能的损伤,这就是产生副作用,有些副作用还很严重,因此,要选择非常干净特异的分子作为药物靶点。 药物靶点这个概念是分子生物学发展的产物,尤其是基因测序技术发展起来之后才有的新概念。通过研究找到真正作用的原因(分子机理),可以为药物研发提供了新的原理。 人工智能帮助新药研发 人工智能是需要有大数据作为原料的,而新药研发领域其实是一个大数据非常丰富的宝库,因此这为人工智能提供了用武之地。比如1959年《药物化学》杂志创刊至今,至少发表了45万种化合物作为药物的研究对象,这是一个巨大的数据库,对于这样的大数据,人工智能可以发挥它的独特作用。 不久前,《科学美国人》与世界经济论坛发布了2018年十大新兴技术,人工智能辅助化学分子设计——机器学习算法加速新药研发就是其中之一。 目前,在全球有至少100家企业正在探索新药研发的人工智能方法,在国外,葛兰素史克、默克、强生与赛诺菲公司都已经布局人工智能新药研发。在中国,也涌现了深度智耀、零氪科技与晶泰科技等人工智能新药研发企业,药明康德也战略投资了美国的一家人工智能新药研发公司。 对于化学分子的设计而言,以前的设计是通过人员对分子各种侧链和基团化学性质的经验,人工设计药物。这个过程就跟程序员写程序一样,有的人有天分,写一个程序就能成功运行,有的人没天分,设计了许多也没有好用的。因此,在当时就有很多人说,药物的化学设计是一种艺术,甚至是一种玄学。 现在,则可以用机器来学习药物和药物靶点的结合特点,从而让机器来进行药物设计,这也能大大提高成功设计的概率。人工智能通过计算机模拟,可以对药物活性、安全性和副作用进行预测。 人工智能可以应用在药物开发的不同环节,包括虚拟筛选苗头化合物、新药合成路线设计、药物有效性及安全性预测、药物分子设计等。为什么人工智能提高新药研发的效率呢?因为人工智能有很强大的发现关系的能力,还有很强大的计算能力。在发现关系方面,人工智能可以发现药物与疾病的连接关系,也能发现疾病与基因的连接关系。在计算能力方面,人工智能可以对候选的化合物进行筛选,更快筛选出具有较高活性的化合物,为后期临床实验做准备。人工智能在化合物合成与筛选方面可以比传统手段阶段40%的时间,每年为药企节约上百亿的筛选化合物的成本。 人工智能技术的出现,为中国在新药研发的国际竞争中实现弯道超车提供了一定的可能性。