在过去的几个月里,生成式人工智能(AI)在全球掀起热潮。ChatGPT和Stable Diffusion等系统凭借生成类人文本和艺术作品的能力引发公众关注,但鲜为人知的是,这些技术正在深刻革新救命药物的研发模式。
人工智能药物发现的关键里程碑
这一领域已取得多项突破性进展:
- 2020年初,Exscientia公司宣布首个由AI设计的候选药物进入人体临床试验
- 2021年7月,DeepMind的AlphaFold系统解析了33万个蛋白质结构,包括人类基因组全部2万个蛋白质,目前已扩展至2亿个蛋白质的预测
- 2022年2月,Insilico Medicine启动全球首个基于AI发现新靶点的候选药物I期临床试验,开发周期和成本仅为传统模式的零头
- 2023年1月,AbSci公司首次实现利用生成式AI从头设计并验证新型抗体
- 2023年2月,FDA首次授予AI发现的药物孤儿药资格,Insilico Medicine计划年内启动全球II期临床试验
据波士顿咨询公司2022年3月数据,AI优先的生物技术公司已拥有超过150个小分子药物在研项目,其中15个进入临床阶段。这些突破背后的技术原理值得关注。
人工智能技术的应用路径
传统药物研发周期3-6年,成本高达数亿至数十亿美元。AI技术正在重构研发全流程:
- 靶点识别:通过整合基因组学、表型数据、临床试验等大数据,AI可识别新型疾病靶点,结合AlphaFold的蛋白质结构预测能力,加速药物设计
- 分子模拟:计算机模拟(in silico)替代传统化学实验,大幅降低测试成本
- 药物性质预测:AI可直接预测分子毒性、生物活性等关键参数
- 从头药物设计:突破传统分子库筛选模式,生成全新药物分子
- 候选排序:AI算法可更精准地优选举药化合物
- 合成路径规划:设计化合物生产流程,并优化可制造性
随着技术迭代,全自动端到端药物发现已从概念走向现实。
行业发展趋势
资本市场对AI制药领域展现出强烈兴趣。摩根士丹利分析指出,AI技术若能小幅提升早期研发成功率,10年内即可新增50种新疗法,创造超500亿美元市场价值。数据显示,2021年AI制药领域融资额达52亿美元,较2016年增长超10倍,主要参与者包括Schrödinger、Insitro、ExScientia等企业。
这项技术变革在降低研发成本、加速药物可及性的同时,也带来知识产权界定、技术滥用防控和药品安全监管等新挑战。正如作者指出的:"当AI制药成为现实,法律和政策制定者必须立即行动,因为这个未来已来。"
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