AI助力药物研究 智能版“药神”已在路上

“预计在3至5年内，人工智能将在新药研发领域取得突破性进展，例如找到与某种疾病的治疗相对应的新药结构。在大数据和人工智能的支持下，针对患者的个性化药物治疗计划将迅速发展。”近日，天津肿瘤医院副院长徐波在首届天津智能肿瘤学论坛上对《科技日报》记者表示。

目前，人工智能与医学的结合最紧密地建立在成像的基础上，用于肺、眼、皮肤等器官疾病辅助诊断的产品相继问世。在药物研究领域，人工智能也有很大的潜力。

提高质量和效率促进药物研发

众所周知，新药研发有一个“两高一长”的理论:高投入、高风险、长周期。一种新药的开发和上市通常需要10-15年。据统计，用传统方法开发新药的成本已经达到25亿美元，而且每9年将翻一番。近90%的药物将在第一阶段临床阶段淘汰。在药物性质和安全性方面能够达到标准并最终进入市场的药物是千分之一。

人工智能的介入可以为马拉松药物研发找到新的突破口。“计算机可以读取所有的药物专利和相关数据库，对药物结构、作用疾病和相应的靶点有清晰的认识，然后在设计治疗某些疾病的药物时，可以有目的地进行筛选，从而节省药物研发成本，缩短研发周期。”许博说。

“虽然人工智能在这一领域的推广仍处于初级阶段，但一些制药公司已经开始推动与人工智能公司的合作。”徐波告诉记者，许多制药公司已经将这些技术投入使用。例如，制药巨头默克公司正在开展相关项目，旨在利用深度学习技术发现新的小分子。辉瑞已开始与IBM沃森合作开发抗肿瘤药物。生物技术公司伯格的研究人员开发了一种模型，通过测试1000多种癌细胞和健康人体细胞样本来识别以前未知的癌症机制。

世界正在飞速发展，许多决策者愿意用新的方法和角度来啃咬药物研发的硬骨头。“此外，由于临床时间和样本量的限制，全新药物在实施之初仍会存在一定的风险。事实上，很多时候我们不需要一种全新的药物。”徐波说，一种药物用于两个目的、三个目的甚至更多的目的并不罕见。例如，二甲双胍最初是作为治疗糖尿病的药物开发的，但后来的研究也证实它在治疗肿瘤和心血管疾病方面有明显的效果。“如果我们能发现成熟药物的其他作用，我们还能降低研发成本和临床风险。人工智能在这方面会有很大帮助。”

私人定制保证合理用药

合理用药是全世界的一个主要问题。根据世界卫生组织的估计，医生开出的所有药品中，有一半以上没有正确配药或出售，有一半的病人没有正确使用。过度用药、用药不足和用药不当会导致稀缺资源的浪费和广泛的健康危害。

例如，庆大霉素、链霉素等。是常见的广谱抗生素，通常用于消炎和杀菌。1981年，上海红十字会等组织耳科专家对1742名聋哑人进行了检查，发现其中78%为获得性聋哑人，其中500多人是因使用链霉素、庆大霉素等耳毒性药物所致。人们可以看到不合理用药造成的严重后果。

“人工智能可以依靠基因组大数据为每个患者‘定制’药物。无论是基因突变引起的药物敏感性差异，还是个体差异(如体重)引起的剂量微调，都可以通过人工智能的“金眼”来准确判断。”许博说。

与药物研发一样，人工智能在现阶段的合理用药领域刚刚起步。“如果数据量和数据质量不能保持同步，即使医学人工智能没有更好的前景，也将陷入“无草砖”的尴尬境地，尤其是在药物研发和合理用药方面。”中国科学院分子影像重点实验室主任田杰表示，面向研发和应用的数据收集工作正在全国稳步推进，下一步将是规范和提高数据质量。

据悉，今年8月，中国抗癌协会将正式成立癌症人工智能专业委员会，该委员会将搭建一个学术平台，利用人工智能技术解决癌症诊断和治疗的临床问题。届时，它将把临床医学、生物信息学、计算机科学和其他多学科专业人员结合起来，建立一个肿瘤学医疗-工业一体化的示范模式。同时，将推动相关产业政策和标准的制定，共同促进医学人工智能的快速健康发展。