AI加速药物筛选创新大赛落幕,上科大团队夺冠展现技术新突破
AI加速药物筛选创新大赛落幕,上科大团队夺冠展现技术新突破
9月9日,首届上海国际计算生物学创新大赛决赛结果揭晓。在来自全球的342支参赛团队中,上海科技大学(以下简称上科大)GeminiMol团队凭借其创新的AI药物筛选模型夺得桂冠,展现了AI在药物研发领域的巨大潜力。
创新大赛:AI药物筛选的竞技场
本次大赛以NMDA(N-甲基-D-天冬氨酸)离子通道为靶标,邀请全球团队利用AI算法发现小分子调节剂。这一靶标因机制复杂性而被视为药物发现中的重大挑战。大赛吸引了来自世界各地的86支顶尖团队,共提交了180份方案和89个小分子化合物。
GeminiMol:开创性的构象空间模型
获得一等奖的GeminiMol团队由上科大白芳课题组的5名研究生组成。他们开发的同名AI模型是此次获奖的关键。该模型首次大规模采用小分子的构象空间信息进行训练,能够识别2D结构不相似但3D构象相似的潜在活性分子。
“构象空间是我们GeminiMol的一大亮点。”团队成员王林解释道,“一个小分子在溶液里会有动态、灵活的三维构象变化,而药物分子在不同靶标上发挥药效时也可能是多种不同的三维构象。我们在训练模型的时候就考虑到了这种动态构象变化,从而使得我们的模型能够更好捕捉到分子的动态性质。”
这一创新方法不仅显著提升了筛选效率,还在短短不到1小时内完成了对1800万个化合物分子的筛选评价。目前,该模型的相关论文已在国际期刊《Advanced Science》发表。
AI药物研发:从筛选到临床的突破
AI在药物研发领域的应用远不止于此。据统计,当前至少有75种“AI发现的药物分子”已经进入临床试验阶段。美国英矽智能公司甚至利用生成式AI设计出了治疗特发性肺纤维化的新型分子。
波士顿咨询公司的最新分析显示,AI发现的药物分子整体成功率已从5%-10%提升至9%-18%,Ⅰ期临床试验的成功率更是高达80%-90%。预计到2028年,AI将在药物发现领域节省超过700亿美元的资金。
挑战与展望:数据匮乏是最大瓶颈
尽管AI在药物研发中展现出巨大潜力,但数据匮乏仍是其面临的主要挑战。AI模型的训练需要海量数据支撑,然而在药物研发领域,很多关键数据往往秘而不宣。此外,如何在保护患者隐私的前提下合规使用这些数据,也成为业界亟待解决的难题。
美国得克萨斯大学机器学习基础研究所研究员丹尼尔·迪亚兹指出,当前大多数AI药物发现仍聚焦于小分子药物,基于蛋白质的新型生物制剂的研发略显不足。这表明AI在药物研发领域的应用仍有广阔的发展空间。
随着技术的不断进步和数据壁垒的逐步突破,AI有望在药物研发领域发挥更大的作用,为人类健康事业带来新的突破。