DeepSeek“爆火”之下,AI如何赋能生命科学产业?
DeepSeek“爆火”之下,AI如何赋能生命科学产业?
开年以来,DeepSeek在多个行业内的讨论热度不减。在生命科学领域,DeepSeek的出现也为产业注入更多的活力。前不久,恒瑞医药、医渡科技、药易购等公司就引入DeepSeek,以探索在数据挖掘、智能供应链、精准医疗等领域的潜力。如今,人工智能(AI)持续加速渗透生命科学领域的各个环节,进一步推动AI大模型在医疗、制药、康复等领域的多个场景落地。
医疗端:赋能精准医疗与个性化治疗
复杂疾病例如癌症、心血管疾病等的早期筛查、诊断及治疗是医学界长期以来致力攻克的难题。随着AI技术的发展,其在协助医疗人员完成疾病诊断、风险评估和精准治疗等方面展示出了巨大的优势和潜力。
在辅助诊断层面
医疗数据的不断涌现,为AI技术的应用提供了丰富的“燃料”。AI系统能够处理和分析复杂数据,从而帮助医生更好地理解患者的病情,进而作出更精准的诊断。
森亿智能就将AI、大数据与健康医疗领域的应用场景相结合,提供数智化医疗人工智能解决方案。2023年5月,森亿智能率先发布了病历生成式语言模型,成功实现了机器对医学病历的理解和智能书写,辅助医生进行病历的自动生成。
此外,森亿智能还推出了一系列基于AI技术的医疗辅助诊断产品。例如,针对深静脉血栓等高风险疾病,森亿智能的系统能够实时分析患者的病历和数据,提前预警并给出干预建议。同时,森亿智能还积极探索慢性病管理领域的应用,通过AI技术实现慢性肾脏病、房颤等疾病的早诊早筛早治,为基层医疗机构提供了强有力的支持。
在精准治疗层面
基于强大的计算能力,AI大模型能快速完成海量基因数据的分析,挖掘并更新突变位点和疾病的潜在联系,提供更快速、更精确的疾病预测和分析结果。
例如,玄言生物以精准医疗为导向,基于从二十余家三甲医院收集的临床真实病人样本,结合独家的AI算法与生物信息学分析技术,从上游靶点、标记物发现,到下游药物、早筛、辅助诊断开发,建立了独树一帜的精准医疗一体化布局平台,以解决连续多年被专家呼吁、亟待解决的复杂疾病(癌症、急危重症、心血管疾病等)的疾病早期筛查、诊断、进程管理及治疗的临床需求。
玄言生物胰腺炎轻重症预测模型
以甲状腺癌为例,由于其发生发展原因和机理复杂,诊断难度很大。细针穿刺活检(FNA)是当时术前区分甲状腺肿瘤良恶性的可靠方法之一,但在判断淋巴结是否转移等情况时,通常需要多次穿刺,不仅给患者带来痛苦,而且仍有小部分患者难以确诊。
针对此,玄言生物开发了用于甲状腺癌转移检测的AI辅助诊疗产品——甲转探。其可以对患者进行单细胞测序和空间转录组学分析,以识别甲状腺癌转移标志。这项创新技术不仅极大地提升了诊断效率,更在诊断准确性上实现了突破。
研发端:重塑新药研发全流程
在医药研发领域,Al通过机器学习、深度学习等手段,在靶点识别、化合物发现、临床前研究和临床试验等全流程中发挥重要作用。
在靶点识别阶段
在药物研发中,小分子靶点识别至关重要,传统方法耗时费力且失败率高。AI技术的进步为该领域带来变革,它能够分析复杂生物网络中的大数据集。通过构建多组学数据网络,识别疾病相关分子模式和因果关系,进而发现候选药物靶点。
英矽智能自研Pharma.AI药物发现平台下建设的人工智能靶点发现引擎PandaOmics,就由超过20种预测模型和生成生物学模型搭建而成,集成了千万级组学数据样本、百万级分子信息和数十万级分子相互作用机制等数据。该平台可支持专业的靶点筛选、排序和分析,兼具针对生命科学信息自然语言问答系统和将疾病、基因及药物联系起来的知识图谱功能。
PandaOmics功能图示
近期,英矽智能与香港知名高校医学院联合完成了一项突破性研究,针对子宫内膜异位症这一影响全球超过1.9亿名女性的疾病,利用PandaOmics识别出两个新颖治疗靶点和一种具有前景的老药新用策略。
值得一提的是,英矽智能在研管线ISM001-055就由生成式AI驱动药物发现与设计。ISM001-055是一款“全球首创”(First-in-Class)小分子抑制剂,靶向TNIK(Traf2/NCK相互作用激酶)用于特发性肺纤维化(IPF)治疗,并在一项IIa期临床试验中取得了积极的初步研究结果。
在化合物合成阶段
化学合成是小分子药物发现的瓶颈之一,计算机辅助合成规划(CASP)和有机化合物自动合成可减轻化学家的重复性劳动负担,推动药物研发进程。随着AI的快速发展,制药行业和学术界越来越关注该过程的智能化与自动化。
晶泰科技就将AI技术与机器人自动化深度结合,为制药及材料科学(包括农业技术、能源及新型化学品以及化妆品)等产业的全球和国内公司提供药物及材料科学研发解决方案及服务。
在生物医药领域,晶泰科技以人工智能、自动化实验、专家经验三位一体的研发模式驱动药物发现,推出了ID4Inno™小分子药物发现平台、XupremAb™抗体发现平台、ChemArt™人机结合化学合成服务、XtalCSP™晶型预测平台和XtalDynamics™实验室自动化技术平台,致力于实现药物研发的行业革新。
此外,深势科技、星亢原、翰森制药、德睿智药等张江AI制药企业也在不同环节推动AI制药产业快速发展。更重要的是,张江AI新药研发联盟的成立也让张江AI制药企业形成合力,充分挖掘数据与技术的潜力,激发出生物医药创新的无限潜能。
康复端:机器人、脑机接口加速崛起
随着AI、神经科学与机械工程等领域的飞速进步,康复机器人、脑机接口正从实验室的“未来科技”走向现实。两者不仅帮助瘫痪患者重获运动能力,也改写着人类与机器的互动方式,重塑人类的认知边界。
在康复机器人领域
作为能够辅助人体完成肢体动作的智能设备,康复机器人可通过功能代偿和康复训练,帮助残疾和功能障碍人群实现运动、认知等生理功能的康复。
诞生于张江的傅利叶就从康复机器人起家,如今,傅利叶康复相关产品矩阵已涵盖上肢康复机器人、下肢康复机器人、运动与平衡训练系统、物理因子治疗系列等30多款产品,覆盖神经、骨科、疼痛等多种治疗类型。
目前,傅利叶康复产品已实现规模化应用,为全球超过40个国家和地区的医疗康养机构提供高性能康复机器人、智能康复产品及一站式解决方案。
此外,卓道医疗、司羿智能也积极将机器人辅助技术与智能交互技术应用于康复领域,促进康复行业的智能升级。
在脑机器接口领域
脑机接口是一种直接在大脑和外部设备之间建立通信的技术。其技术原理主要包括脑电信号的采集、信号处理、模式识别和输出控制等环节。近年来,随着AI与脑科学的发展,脑机接口在康复领域正加速落地应用。
去年11月,博睿康与清华大学生物医学工程学院洪波教授团队合作开发的脑机接口产品——NEO就在华山医院顺利完成全国第三例、上海第一例临床试验植入手术。
术后仅一周,患者便顺利出院回家。到第四周时,患者已经能够通过NEO系统完成拿水瓶、拿苹果等测试,准确率高达80%-90%,超预期完成第一阶段康复任务,效果明显。
目前,博睿康正积极开发第二代产品,致力于通过更高密度、更高通量的电极覆盖更广泛的脑功能区,以期解码精细运动和语言等更复杂的功能。
傲意科技也积极参与脑机接口技术的基础应用和探索,并将脑机接口、肌电神经接口、AI、外骨骼机械等底层技术融合,形成神经康复外骨骼机器人、智能仿生手和脑电图机等产品矩阵,积极参与脑机接口技术的基础应用和探索,促进该领域的技术创新和产业发展。
在张江,诸多创新企业正通过科技创新、科技的交叉融合带来系列变革。相信未来,随着AI技术的不断突破,应用场景的拓宽,产业链的持续完善,张江人工智能产业与生命科学产业的融合还将在更多场景发挥重大作用,并带给人们更多的福祉。