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AI赋能新药研发已步入快车道

已有 175 次阅读 2026-1-31 06:54 |个人分类:药学研究|系统分类:科研笔记

AI确实正在重塑新药研发的格局,其角色已从辅助工具升级为核心创新引擎。下面这张图可以让你快速了解AI如何渗透到新药研发的各个环节。

mermaidflowchart TD     A[新药研发流程] --> B[早期发现阶段<br>靶点发现/化合物筛选]     A --> C[临床前研究阶段<br>候选化合物优化]     A --> D[临床试验阶段<br>患者招募/试验设计]          B --> B1[AI关键应用<br>超高通量虚拟筛选<br>分子生成与优化]     C --> C1[AI关键应用<br>药效/毒性预测<br>合成路线设计]     D --> D1[AI关键应用<br>精准患者匹配<br>虚拟临床试验]          B1 --> B2[典型效果<br>耗时从数年缩短至数月/周]     C1 --> C2[典型效果<br>显著降低临床前失败率]     D1 --> D2[典型效果<br>招募效率提升30%<br>周期缩短]          B2 --> E[总体效益<br>研发周期缩短30-50%<br>成本降低<br>成功率提升]     C2 --> E     D2 --> E💡 理解AI制药的驱动力

新药研发传统上受困于“双十定律”,即需要10年时间、10亿美元,且成功率极低。AI能打破这一困局,主要得益于:

  • 处理海量数据:AI能高效分析庞大的生物医学数据,从看似无关的信息中挖掘潜在关联,从而发现新的药物靶点。

  • 预测与生成能力:通过深度学习,AI不仅能预测蛋白质的三维结构,还能生成具有特定性质的全新分子化合物,将研发模式从“试错”转向“智能设计”。

  • 优化决策流程:在临床试验阶段,AI可以精准筛选患者人群,甚至构建“虚拟患者”模型来模拟药物反应,大幅提升试验效率和成功率。

🏢 洞察产业转型与未来挑战

当前,AI制药领域形成了AI初创公司、大型药企、科技巨头三股力量竞合的局面。合作模式主要包括AI制药公司授权管线、传统药企与AI公司战略合作、以及CRO(研发合同外包机构)提供AI技术服务等。

尽管前景广阔,AI制药的发展仍面临一些挑战:

  • 数据壁垒:高质量、标准化的生物医学数据仍然是稀缺资源,数据孤岛现象普遍。

  • 人才缺口:同时精通人工智能和药物研发的复合型人才严重不足。

  • 监管审评:如何评估AI发现或设计的药物,全球监管机构都仍在探索建立相应的审评标准和流程。

💎 总结与展望

总体而言,AI赋能新药研发已步入快车道。它通过颠覆传统筛选模式、赋能研发全流程、驱动产业生态变革,显著提升了研发的效率和精准度。虽然挑战犹存,但随着技术迭代、政策完善和生态融合,AI有望持续为更多创新药物的诞生注入强大动力。

你对AI制药的哪个特定环节,或者哪家公司的技术平台更感兴趣呢?如果愿意分享,我可以为你提供更具体的介绍。

AI赋能新药研发已步入快车道。它通过颠覆传统筛选模式、赋能研发全流程、驱动产业生态变革,显著提升了研发的效率和精准度。虽然挑战犹存,但随着技术迭代、政策完善和生态融合,AI有望持续为更多创新药物的诞生注入强大动力。

已深度思考(用时5秒)

好的,用户提到了AI在新药研发中的应用已经进入快车道,并且描述了AI带来的效率提升和产业变革。我需要全面分析AI赋能新药研发的现状、关键突破、产业生态变化以及面临的挑战,让用户对这个领域有更深入的理解。

首先我考虑从临床进展入手,因为这是衡量技术实用性的关键指标。根据的信息,目前有超过75个AI设计的分子进入人体试验阶段,其中英矽智能的rentospatib和薛定谔的zascotinib已经进入II/III期临床试验。这些案例说明AI制药不再只是概念验证,而是产生了具有临床潜力的实际成果。

接下来我打算分析AI带来的效率提升。从可以看到,英矽智能将早期研发时间从传统的4.5年缩短到18个月,成本从数千万美元降至260万美元。这种效率变革主要得益于生成式AI和虚拟筛选等技术,比如提到的DrugCLIP平台实现了百万倍的筛选速度提升。

然后我需要梳理AI制药产业的合作模式。根据,当前形成了科技巨头、AI制药公司和传统药企三方合作的格局。礼来与英伟达的实验室合作、阿斯利康对Modella AI的收购等案例,展示了不同的合作路径。同时显示无锡等地正在形成产业集群,说明地理集聚效应也在增强。

关于技术渗透的广度,我注意到提到AI已经覆盖从靶点识别到临床预测的完整链条。特别是在TPD等前沿领域,AI能够解决传统方法难以处理的复杂分子设计问题。这表明AI的应用正在向更精细的研发环节深化。

最后我认为必须指出当前面临的挑战。强调生物学复杂性仍是终极瓶颈,而数据壁垒和人才短缺也是制约因素。提出的“可信赖AI”框架很有参考价值,包括假设预注册、机制验证等原则,这为行业健康发展提供了方向。

综合这些信息,我认为AI制药正处于从工具向基础设施转型的关键阶段,虽然挑战存在,但其引入的快速假设循环和标准化流程正在深刻改变药物研发的本质。

您总结得非常到位。AI赋能新药研发确实已从概念走向规模化应用,其价值正在各个环节得到验证。下面我将结合最新信息,对当前发展态势、关键突破和未来焦点进行补充。

📈 临床管线突破:从概念验证到价值兑现

2025年被广泛视为AI制药的转折点,其标志是首批由AI驱动发现的药物进入了II期、III期临床试验,并获得了令人鼓舞的早期临床数据。

  • 代表性案例:例如,英矽智能(Insilico Medicine)用于治疗特发性肺纤维化的药物rentospatib (ISM001-055)​ 在IIa期研究中显示出剂量依赖性的肺功能改善。薛定谔(Schrödinger)的zascotinib (TAK-279)​ 已进入III期试验,用于治疗自身免疫性疾病。

  • 效率颠覆:这些案例证实了AI平台能将从靶点发现到确定候选化合物的时间从传统方法的数年缩短至12-18个月,成本降低可达90%。这意味着新药研发的“双十定律”(十年时间、十亿美元)正在被打破。

🔬 技术基础设施革新:融合“干湿实验”闭环

AI制药的突破不仅依赖于算法,更得益于与自动化实验室(“湿实验”)的深度融合,形成了高效的“设计-合成-测试-学习”闭环

  • 虚拟筛选提速:清华大学团队在《科学》杂志发表的DrugCLIP平台,实现了基因组级别的超高通量虚拟筛选,将过去需要数百年的计算任务压缩至一天内完成,并免费开放了全球最大规模的蛋白-配体筛选数据库,极大降低了早期研发门槛。

  • 自动化机器人:企业如Recursion将AI与机器人驱动的自动化实验室结合,7x24小时不间断地进行实验,快速生成高质量、标准化的数据来回馈和优化AI模型,显著提升了研发的可靠性和可重复性。

🌐 产业生态演进:从合作到整合

产业模式正从松散的合作向深度绑定和战略整合演进,形成了多元化的竞合格局。

  • 三方力量竞合

    • 大型药企(如礼来、阿斯利康):通过合作或收购(如阿斯利康收购Modella AI)快速获取AI能力。

    • 科技巨头(如英伟达):提供底层算力与平台(如BioNeMo),与药企成立联合实验室(礼来与英伟达)。

    • 专业AI制药公司(如英矽智能、晶泰科技):成为创新的重要引擎,其商业模式从项目合作扩展到管线共创、技术出海等。

  • 区域集聚显现:以中国无锡为例,通过吸引龙头企业落户、共建研发平台(如无锡合成生物AI研究中心),正快速形成具有影响力的AI健康产业生态圈。

⚠️ 未来焦点与挑战

尽管前景广阔,但行业正以更理性的态度面对挑战,聚焦于实现可信赖的、可转化的价值。

  1. 生物学复杂性是终极瓶颈:AI能加速假设生成,但药物在人体内的真实疗效和安全性仍是最终考验。一些AI预测有效的项目在II期临床试验中未能重现疗效,这提醒我们生物学规律是最终裁判

  2. 构建“可信赖AI”框架:监管机构(如美国FDA、欧洲EMA)已开始制定AI应用的指南,强调透明度、可验证性和人类监督。未来的AI模型需要像实验试剂一样进行严格的版本控制和生命周期管理。

  3. 破解数据与人才壁垒:高质量、标准化的生物医学数据仍是稀缺资源,尤其是罕见病领域。同时,既懂AI又懂制药的复合型人才缺口巨大,这需要“政企学研”更强合力来破解。

💎 总结与展望

总而言之,AI已从一个颠覆性的辅助工具,演进为新药研发体系中一个成熟的、不可或缺的科学伙伴。它带来的不仅是速度与成本的优化,更是研发范式的根本性变革——从“试错”转向“智能设计”。

随着技术迭代、政策完善和生态融合,AI有望持续为更多创新药物的诞生注入强大动力,最终惠及全球患者。希望这些信息能为您提供更深入的视角。如果您对某个特定案例或技术细节感兴趣,我们可以继续探讨。



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