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全球健康药物研发中心数据科学部负责人 |
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郭晋疆:AI赋能加速结核新药研发 |
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传统的药物研发过程,就像科学家们在“迷宫”中寻找新药。这个过程需要不断试错:首先确定靶点,然后进行分子设计,设计完成后进行化学合成,合成后再进行生物测试。如果测试成功,可以继续推进;如果失败,则需要重启整个循环。这种反复试错的模式使得研发周期变得漫长,成本也很高。
结核病药物研发面临的挑战尤为突出。一方面,结核分枝杆菌的耐药性日益严重;另一方面,其细胞壁屏障极强,药物难以渗透。此外,现有抗结核药物都需要长周期治疗,这对药物的安全性提出了极高要求。
近10年来,随着人工智能(AI)的迅速发展,许多科研机构和制药企业开始将AI技术应用于药物研发。AI主要通过两种方式来加速这一过程:一是基于大数据的机器学习或深度学习方法,二是基于生物物理学的科学计算方法。这两种方式都能进行大规模的虚拟计算,帮助科学家更快、更精准地找到优化路径,就像为药物研发人员提供了一个“导航”,使他们能够在这个复杂的“迷宫”中更快地找到通往新药的路径。
我们与多方开展深度合作,自主研发搭建了AI药物研发平台——“AI孔明”平台。
AI孔明平台本质上是一个AI系统,其核心支撑来自三个方面:首先是算力,其次是算法,最后是数据。基于这套支撑体系,我们构建了五大功能模块。第一,分子生成。可根据病原体靶点蛋白结构特征,生成具有新颖结构的分子。第二,活性预测。可针对这些分子进行快速虚拟筛选,判断新分子与已知靶蛋白的结合能力。第三,ADMET评估。可对药物分子进行全方位的成药性评估,包括吸收、分布、代谢、毒性等关键指标。第四,制药数据库。我们针对分枝杆菌400多个关键靶蛋白,完成了分子生成、活性预测和案例评估,整理形成百万级数据库,并已开源上线,供全球科学家共享使用。第五,“孔明”智能体。可根据药物化学家或生物学家在疾病研究中遇到的具体问题,自主调用各类AI工具与知识库,自主解决药物研发中的复杂问题,最终为科研人员提供优化解决方案。
最近OpenClaw(“龙虾”)非常火,它事实上是面向日常通用环境的智能体,可处理邮件、炒股等各类任务。今年1月,我们发布了专注药物研发领域的专业智能体——“孔明”智能体。药物研发人员只需提出研发问题,智能体即可自主拆解任务:调取数据库知识,进行分子设计,再进行生物活性和成药性评价,最终推荐安全有效的高潜力分子。整个过程仅需1~2小时,被称作制药领域的“龙虾”。
希望在AI的加持下,我们能够更快地消除结核病!
在过去200年间,结核病夺走了约十亿人的生命。直到抗生素的出现,人类才掌握了对抗这一古老疾病的有力武器。
链霉素
第一种主要的抗结核药物,自1944年进入临床试验以来,迅速赢得了“神药”的美誉。
异烟肼
因杀菌效力比链霉素高出15倍,加之价格便宜,迅速跃升为治疗结核病的首选药物。
贝达喹啉
成为近50年来首个新型抗结核药物,主要用于治疗耐多药结核病。
德拉马尼
进一步丰富了耐多药结核病的治疗选择。
普托马尼
为广泛耐药结核病的治疗带来突破性进展。其与贝达喹啉和利奈唑胺组成的三药联合方案使疗程大幅缩短至6~9个月。
《医学科学报》 (2026-03-20 第5版 封面)