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AI拓宽药物发现搜索空间,提高命中率

AI Widens Search Spaces and Promises More Hits in Drug Discovery 

美国英语科技与健康-药物研发
新闻源:unknown
2025-09-09 00:32:08阅读时长3分钟1438字
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内容摘要

本文系统解析了AI技术如何通过扩展药物搜索空间、提升命中率,正在改变传统药物研发模式。内容涵盖小分子药物、RNA疗法、蛋白质疗法等三大领域,详细介绍了Healx、英矽智能、X-Chem等企业的技术突破,包括基于生成对抗网络的激酶抑制剂设计、AI驱动的DNA编码库筛选、RNA治疗靶点识别等创新应用,并分析了AI在非小细胞肺癌免疫治疗、乳腺癌早期筛查等临床场景的实践案例。文章强调AI通过发现新型化学结构、优化临床试验设计等方式,将药物研发周期从传统30个月缩短至18个月,并指出人机协同仍是未来药物发现的核心模式。

AI平台正在增强各类药物形式的发现能力——包括小分子药物、RNA疗法和蛋白质疗法。

Healx公司开发的AI驱动平台Healnet通过分析数百万条药物与疾病数据,寻找可转化为新治疗机会的潜在关联。目前该公司正将该技术应用于罕见病治疗,计划到2025年启动约50个药物研发项目,为数百万未满足治疗需求的罕见病患者带来希望。

传统药物发现依赖于大规模高通量筛选,这种"大海捞针"式的搜索如同在没有声呐的情况下进行反潜作战。英矽智能团队开发的"生成张量强化学习"系统在21天内成功预测出特发性肺纤维化靶点的新分子,该系统代码已公开。目前已有多个AI设计的小分子药物进入临床试验阶段,包括Exscientia的"半人马化学家"平台和Recursion制药公司的Recursion操作系统。

赋予DNA编码库AI魅力

X-Chem公司高级副总裁Noor Shaker指出:"AI正在向更复杂任务扩展,例如新型化学结构设计。"该公司通过收购Glamorous AI公司,将其AI药物发现引擎与自身DNA编码库技术整合,显著提升了小分子药物研发效率。2022年3月,英矽智能宣布其AI平台生成的抗纤维化候选药物ISM001-055进入I期临床试验,从靶点发现到临床启动仅用时30个月。

突破计算药物设计局限

Cyclica公司首席创新官Andreas Windemuth强调,传统计算药物设计依赖的分子对接技术准确度不足。该公司开发的MatchMaker深度学习系统成功替代传统对接方法,其Ligand Express平台能实现全蛋白质组筛选,Ligand Design技术可同步优化多目标药物设计,形成独特的端到端AI增强药物研发体系。

建立蛋白质设计通用法则

Generate Biomedicines公司开发的Generative Biology平台通过统计学方法解析氨基酸序列与功能的关联模式。公司联合创始人Molly Gibson指出:"100氨基酸的蛋白质组合可能性超过人类进化史曾出现的总量。"该平台采用机器学习构建通用模型,就像教计算机画人脸时不是规定五官位置,而是通过海量样本自主学习特征。

探索RNA治疗领域

Deep Genomics公司副总裁Amit Deshwar表示,AI在RNA疗法开发中需追溯蛋白质表达的上游环节。通过机器学习分析核糖体占位、microRNA结合等大规模数据,可精准识别稀有病相关基因突变中的关键治疗靶点。其DEEP-Lung-IV临床研究(NCT04994795)正利用AI分析基因组、影像组等多模态数据预测非小细胞肺癌免疫治疗反应。

保留人类智慧核心

Healx首席科学官Neil Thompson强调:"真正的突破在于重新设计最适合机器学习的流程。"Generate Biomedicines采用"干湿实验"结合模式,其自动化液相处理系统和数字微流控技术使药物设计效率提升百倍。尽管AI改变研发范式,但Thompson指出:"靶点验证等环节仍需人类智慧,临床失败率警示我们不能过度依赖单一假设。"

AI辅助癌症患者筛查

SOPHiA Genetics开发的AI系统可提升非小细胞肺癌免疫治疗受益人群筛选精度。通过整合基因组测序、CT影像组学和临床数据,其算法能预测个体患者的无进展生存期和总生存期。Whiterabbit公司的ACT软件通过AI优化乳腺癌筛查策略,帮助将早诊率提升至90-100%,应对疫情导致的筛查延误问题。

【全文结束】

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