人工智能離“藥神”還有多遠(yuǎn)

■文/謝雨禮 蘇州偶領(lǐng)生物總經(jīng)理兼執(zhí)行董事

基于深度學(xué)習(xí)和人工智能的藥物發(fā)現(xiàn)成為醫(yī)藥行業(yè)的熱點(diǎn)和風(fēng)口。人工智能會(huì)成為行業(yè)破除困境的“藥神”嗎？

近年來(lái)，科技高速發(fā)展，然而，藥物研發(fā)的成本不降反升，一個(gè)原創(chuàng)新藥的研發(fā)成本早已超過(guò)10億美元。如何解決這個(gè)痛點(diǎn)，醫(yī)藥行業(yè)也瞄準(zhǔn)了似乎無(wú)所不能的人工智能，基于深度學(xué)習(xí)和人工智能的藥物發(fā)現(xiàn)成為醫(yī)藥行業(yè)的熱點(diǎn)和風(fēng)口。人工智能會(huì)成為行業(yè)破除困境的“藥神”嗎？

如果算上輔助藥物設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)在藥物發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用已經(jīng)有很長(zhǎng)一段歷史。2007年，英國(guó)劍橋大學(xué)的生物學(xué)家史蒂夫?奧利弗（Steve Oliver）團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一臺(tái)叫做“Adam”的機(jī)器人，Adam通過(guò)分析文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，對(duì)酵母菌基因的功能進(jìn)行了預(yù)測(cè)，10個(gè)功能中預(yù)測(cè)對(duì)了9個(gè)，只錯(cuò)了1個(gè)，這是使用人工智能算法比較早的案例。2018年1月，這個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)明的新一代機(jī)器人Eva，發(fā)現(xiàn)牙膏中的成分三氯生可以靶向DHFR酶治療瘧疾。

人工智能在化學(xué)合成中的應(yīng)用也取得了很大的進(jìn)展。2018年3月，《自然》（Nature）雜志發(fā)表了上海大學(xué)馬克?沃勒（Mark Waller）教授團(tuán)隊(duì)的文章，他們應(yīng)用深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及人工智能算法，成功地規(guī)劃了新的化學(xué)合成路線。

人工智能分析數(shù)據(jù)的效率是人類(lèi)無(wú)法比擬的，更令人驚嘆的是，人工智能還可以通過(guò)大數(shù)據(jù)訓(xùn)練和深度學(xué)習(xí)而擁有創(chuàng)造性。AlphaGo Zero在圍棋領(lǐng)域不但可以打敗人類(lèi)，而且還創(chuàng)造了人類(lèi)沒(méi)有過(guò)的招數(shù)，這為深度學(xué)習(xí)在藥物設(shè)計(jì)中的應(yīng)用帶來(lái)了無(wú)限的遐想。

人工智能在藥物發(fā)現(xiàn)多個(gè)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，催生了藥物發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化的概念。這個(gè)理念是利用人工智能整合設(shè)計(jì)、合成、篩選等藥物發(fā)現(xiàn)的流程，最終實(shí)現(xiàn)“你給我一個(gè)命令，我給你一個(gè)藥物”的一鍵式制藥。

鑒于人工智能在醫(yī)藥領(lǐng)域的美好前景，大型醫(yī)藥公司如阿斯利康、默沙東和賽諾菲等紛紛通過(guò)合作或自主研發(fā)切入這一前沿領(lǐng)域。2017年，阿斯利康與BERG Health公司簽署合作協(xié)議，利用BERG Health的人工智能平臺(tái)研發(fā)帕金森病等神經(jīng)領(lǐng)域的新靶點(diǎn)。值得一提的是，2018年阿斯利康還宣布與阿里巴巴合作，利用人工智能技術(shù)改善疾病診斷和治療。阿斯利康內(nèi)部也在嘗試開(kāi)發(fā)藥物自動(dòng)化發(fā)現(xiàn)平臺(tái)。

國(guó)內(nèi)醫(yī)藥外包公司藥明康德也十分看好人工智能在藥物發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用。 2018年6月11日，藥明康德與美國(guó)新一代人工智能公司Insilico Medicine簽署了一項(xiàng)合作協(xié)議，嘗試?yán)锚?dú)有的生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）和強(qiáng)化學(xué)習(xí)（RL）等新型算法，針對(duì)全新的以及具有挑戰(zhàn)性的靶點(diǎn)，為客戶(hù)開(kāi)發(fā)理想的臨床前藥物候選分子。

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)在靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、藥物設(shè)計(jì)、臨床試驗(yàn)等領(lǐng)域的進(jìn)展激動(dòng)人心。但是，人工智能在新藥研發(fā)中的應(yīng)用才剛剛起步，目前還沒(méi)有真正意義上通過(guò)人工智能發(fā)現(xiàn)的藥物。另外，人工智能和深度學(xué)習(xí)依賴(lài)于大數(shù)據(jù)的積累，并不能無(wú)中生有。新藥研發(fā)的復(fù)雜性和保密性決定了這個(gè)領(lǐng)域可利用的數(shù)據(jù)十分有限，短期內(nèi)人工智能難以產(chǎn)生顛覆性影響。不過(guò)，我們相信人工智能一定會(huì)掀起下一個(gè)技術(shù)革命的浪潮，將對(duì)新藥研發(fā)產(chǎn)生深刻的影響。