人工智能助力药物研发 OpenAI技术有望带来新的技术革命

随着科技的发展，人工智能技术已广泛应用于多个医疗领域场景中。根据GlobAI Market Insight的数据，2020年全球医疗人工智能市场的规模为42亿美元，预计到2027年将增长至345亿美元。从各个板块的占比来看，药物研发是排名 第一的细分市场。

AI在药物研发环节的应用举例

(相关资料图)

AI在药物研发领域应用的典型代表之一就是DeepMind公司开发人工智能AlphaFold系统。通过使用接近 17 万个不同蛋白质结构的数据库以及包含未知结构的蛋白序列数据库对 AlphaFold 进行不断训练、迭代，AlphaFold 系统学习到了氨基酸序列，具备了精确预测蛋白结构的能力。

2020年11月，AlphaFold 2在蛋白质结构预测大赛CASP 14中，对大部分蛋白质结构的预测与真实结构只差一个原子的宽度，达到了人类利用冷冻电镜等复杂仪器观察预测的水平，这是蛋白质结构预测史 无 前 例的巨大进步。

在国内，已经不少企业致力于AI在新药筛选领域的应用，比如药石科技构建的DELT化合物库以及虚拟化合物库，成都先导制药、维亚生物分别构建的DEL编码化合物库、SBDD、FBDD筛选库。

传统的药物筛选方式工作量巨大，耗时长，效率低下，将AI与这些药物数据库结合的高通量筛选技术能够更快、更准确地缩小搜索范围，将药物研发人员从大量的重复性工作中解放出来，缩短新药研发时间，降低成本，提高研发效率 。

资本追捧 热点领域

3月开始，腾迈医药宣布完成3500万美元A轮融资，由启明创投领投，奥博资本、斯道资本、F-Prime Capital跟投。成立于2021年年底的腾迈医药致力于打造以计算为核心的药物发现新模式，本轮融资将主要用于药物发现服务平台的精细化建设，旨在整合物理建模、人工智能与生物物理学、药物化学和生物学等跨学科交叉应用。

除了这类初创公司以外，深耕行业数年的AI医疗企业已经纷纷走到了C、D、E轮，并在2021年迎来了IPO热潮，科亚医疗、鹰瞳科技、推想医疗、数坤科技等相继提交了招股书。

据不完全统计，整个2022年全球AI药物研发相关融资事件达144起，总金额超过了62亿美元，融资总额较2021年增长了47.6%，是近年来医药研发的热点领域。

以OpenAI技术为代表的AI在药物研发创造环节的应用

目前，ChatGPT 在短时间内爆火，用时两月用户数量已达到了1 亿人次。ChatGPT是一种大型的语言模型，用于对自然语言输入进行建模及预测，能够回答人类的问题并进行自然对话。这类AI除了目前的搜索聊天功能之外，正逐步在药物研发中发挥作用。

今年1月下旬，一篇发表在Nature Biotechnology上的论文显示，由软件服务提供商Salesforce开发的新型人工智能系统ProGen能够从头开始生成人工酶。

ProGen属于类"OpenAI"的语义识别系统，Salesforce的科学家们将2.8亿种不同蛋白质的氨基酸序列输入了机器学习模型，通过学习在给定原始序列中过去氨基酸的情况，创建的ProGen新模型可以通过简单指令创造出自然界未有的蛋白结构。

比较而言，传统的蛋白药物设计依赖于对天然蛋白质进行随机的氨基酸突变及优化，Progen 的模式彻底改变了以往这种蛋白类药物的设计过程，并能够通过深度学习创造出与天然蛋白大部分序列均不相同的新蛋白序列，这是一种颠覆式的创新与进步。

上文提到，以AlphaFold 2为代表的AI 技术助力药物研发可以实现药物结构的准确预测，而以ProGen为代表的新一代OpenAI技术则可以直接模拟合成蛋白的新结构，这些新技术都将极大地扩展用于药物研发的初始蛋白结构库，给当前的药物研发带来新的技术革命。