一種借助機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)研發(fā)的藥物,很快會(huì)進(jìn)入到人體臨床試驗(yàn)的階段。
這意味著,讓人工智能參與到制藥研發(fā)領(lǐng)域,解放科學(xué)家們的雙手,將在未來(lái)逐漸變成現(xiàn)實(shí)。
本次新藥是由英國(guó)初創(chuàng)企業(yè) Exscientia 和日本大日本住友制藥公司合作得出的,主要用于治療患有強(qiáng)迫癥的病人。
它即將會(huì)在日本進(jìn)行第一階段的人體臨床測(cè)試,如果效果顯著,后續(xù)還會(huì)在全球更多地區(qū)展開(kāi)試驗(yàn)。
在通常情況下,如果我們想要完成一種新藥的前期開(kāi)發(fā),往往需要花費(fèi)4-5年的時(shí)間。這期間,科研人員不僅要尋找各種能夠起到治療效果的化合物,還要對(duì)所使用的試劑和反應(yīng)序列逐一確認(rèn)。
但完成研究開(kāi)發(fā)還不夠,之后新藥還需要進(jìn)行臨床試驗(yàn)和上市審批的階段,這又會(huì)耗費(fèi)數(shù)年??傮w來(lái)看,每一個(gè)新藥從開(kāi)始研發(fā)到最終上架,基本耗時(shí)都在10年以上,還有數(shù)十億美元的資金支持。
所以大部分時(shí)候,如果我們遇到了一種從未見(jiàn)過(guò)的新病癥,也往往要等待數(shù)年時(shí)間才會(huì)看到特效藥的問(wèn)世,在這段時(shí)間內(nèi),病人也只能靠一些現(xiàn)有藥物來(lái)抑制病情。
最近爆發(fā)的肺炎疫情也面臨著類(lèi)似的挑戰(zhàn)。在今年1月底,《新英格蘭》醫(yī)學(xué)期刊和 《科學(xué)》雜志曾先后報(bào)道稱(chēng),一款來(lái)自吉利德公司的 Remdesivir(瑞德西韋)藥物,很可能是抑制和對(duì)抗本次新型冠狀病毒的理想方案。
不過(guò),由于這款藥物尚未在任何一個(gè)國(guó)家正式上市,吉利德公司只能先向中國(guó)藥監(jiān)局進(jìn)行申請(qǐng),在國(guó)內(nèi)展開(kāi)小范圍的臨床試驗(yàn)。
也就是說(shuō),無(wú)論這款藥物是否有效,我們都需要等待臨床數(shù)據(jù)出爐后,才能啟用上市,然后大規(guī)模使用。
如何縮短新藥的上市時(shí)間,也成了目前醫(yī)藥界希望解決的問(wèn)題。從大眾用戶(hù)的角度來(lái)說(shuō),我們顯然也希望研發(fā)機(jī)構(gòu)能加快速度,讓病人能盡早獲得治療方案。
人工智能技術(shù)無(wú)疑是一個(gè)不錯(cuò)的突破口。
理想的情況下,如果我們能夠?qū)⑺幬锏那捌谘邪l(fā)流程交給計(jì)算機(jī),節(jié)省掉一些重復(fù)性工作,理應(yīng)能縮短新藥上市的時(shí)間,甚至可以降低不少研發(fā)成本。
Exscienta 公司的 CEO 安德魯·霍普金斯教授也表示說(shuō),這次他們?cè)谘邪l(fā)強(qiáng)迫癥新藥時(shí),就使用了一套主動(dòng)學(xué)習(xí)算法,讓計(jì)算機(jī)獲得比傳統(tǒng)流程更快的識(shí)別速度。這使得科研人員只需測(cè)試約350種化合物,就篩選出這種新藥的最佳化學(xué)結(jié)構(gòu),候選數(shù)量?jī)H為此前的五分之一。
最終,新藥的研發(fā)時(shí)間也進(jìn)一步縮短至12個(gè)月,而且藥效比目前市面上同類(lèi)產(chǎn)品的更好,持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。
霍普金斯教授還補(bǔ)充說(shuō),類(lèi)似的人工智能算法技術(shù)不僅能用于新藥物結(jié)構(gòu)的合成,同時(shí)也能通過(guò)分析現(xiàn)有病情數(shù)據(jù),調(diào)查已有的藥物,看看它們是否具備對(duì)抗新型病毒的價(jià)值。
事實(shí)上,前文所說(shuō)的瑞德西韋也是「舊藥新用」的例子。它最早是吉利德公司用于埃博拉病毒患者的治療方案,當(dāng)時(shí)已經(jīng)積累了一定的臨床數(shù)據(jù)。
讓人意外的是,早前美國(guó)的一位新冠病毒肺炎患者在使用該藥后出現(xiàn)了明顯的好轉(zhuǎn),證明瑞德西韋很可能具備了對(duì)抗本次疫情病毒的潛力,如今吉利德公司和中國(guó)藥監(jiān)局也已經(jīng)在中國(guó)展開(kāi)了臨床試驗(yàn),以求盡快獲得更準(zhǔn)確的結(jié)論。
雖然目前人工智能技術(shù)已經(jīng)在病人診斷、數(shù)據(jù)分析和掃描領(lǐng)域有著不少應(yīng)用,但參與制藥研發(fā)還不多見(jiàn),發(fā)展到人體臨床試驗(yàn)的更是少之又少。
這不僅有技術(shù)上的原因,就和大部分由人工智能生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品一樣,監(jiān)管機(jī)構(gòu)也需要考慮這些新品類(lèi)的法律法規(guī)和倫理道德問(wèn)題,但同時(shí)又不能扼殺創(chuàng)新的苗頭。
瑞士諾華制藥公司的化學(xué)專(zhuān)家德里克 · 洛便就表示,無(wú)論技術(shù)怎么向前發(fā)展,傳統(tǒng)的藥品審批標(biāo)準(zhǔn)仍然不會(huì)改變。
在他看來(lái),一款新藥從無(wú)到有,不僅需要考慮前期的化學(xué)合成,也同樣需要兼顧中后期的臨床試驗(yàn),而人工智能只是影響整個(gè)環(huán)節(jié)中的一小部分,能夠節(jié)省的時(shí)間十分有限。
▲ 在 Exscienta 官網(wǎng)可以看到不少大牌制藥廠(chǎng)的身影
盡管如此,人工智能在制藥領(lǐng)域的潛力也已經(jīng)被不少公司看中,Exscienta 獲得的投資也證明了這一點(diǎn)。
目前這家初創(chuàng)公司已經(jīng)獲得了包括兩家制藥公司 Evotec 和百時(shí)美施貴寶的資金支持,同時(shí)它也在和另外幾家制藥巨頭進(jìn)行合作,其中不乏像拜耳和葛蘭素史克這樣的制藥巨頭。
不只是制藥行業(yè),在這次新型冠狀病毒爆發(fā)后,幾乎所有你能想得到的人工智能技術(shù),也都在對(duì)抗病毒與疫情上發(fā)揮了重要作用。
2月1日,浙江省疾控中心就利用阿里達(dá)摩院研發(fā)的 AI 算法,上線(xiàn)了一個(gè)全自動(dòng)化的基因組檢測(cè)分析平臺(tái),將原來(lái)需要數(shù)小時(shí)的疑似病例分析縮短至30分鐘,能明顯加快了疫情的確診時(shí)間。
同時(shí),百度研究院也在1月30日向檢測(cè)機(jī)構(gòu)和防疫中心免費(fèi)開(kāi)放了 LinearFold 人工智能算法。據(jù)悉它可以將本次新型冠狀病毒的全基因組二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)從55分鐘縮短至27秒,讓病毒的研究及疫苗開(kāi)發(fā)速度快速提升。
在疫情迅速爆發(fā)之前,還有一家名為 BlueDot 的健康監(jiān)測(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了提前預(yù)警,甚至比世界衛(wèi)生組織的公告還早了整整一個(gè)星期。
根據(jù) BlueDot 的解釋?zhuān)鼈冊(cè)谄脚_(tái)上使用了一套經(jīng)過(guò)了自然語(yǔ)義訓(xùn)練的 AI 引擎,每天會(huì)分析65種語(yǔ)言下約10萬(wàn)篇文章,甚至連社交媒體上的信息流也不會(huì)放過(guò),以便實(shí)時(shí)跟蹤全球傳染病的分布狀況。
當(dāng)平臺(tái)得到結(jié)論后,BlueDot 會(huì)再讓流行病學(xué)專(zhuān)家進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證,確認(rèn)無(wú)誤后才會(huì)把信息同步給大公司和政府機(jī)構(gòu)等客戶(hù)。
另外,通過(guò)對(duì)航班信息的路徑分析,平臺(tái)還能提前預(yù)測(cè)出某個(gè)傳染病的擴(kuò)散范圍。所以在1月初,BlueDot 便表示新型冠狀病毒的感染人群不僅會(huì)出現(xiàn)在中國(guó)地區(qū),未來(lái)也將擴(kuò)散至全球的其它城市。
BlueDot 的創(chuàng)始人接受《連線(xiàn)》采訪(fǎng)時(shí)表示,他們從2003年的非典疫情中看到流行病追蹤的需求,才選擇建立這樣一個(gè)平臺(tái),希望讓人們能及時(shí)掌握到自己所面臨的威脅。
他還認(rèn)為,人工智能的優(yōu)勢(shì)在于它對(duì)于傳染病潛在危機(jī)的判斷,往往會(huì)比政府機(jī)構(gòu)的反應(yīng)速度更快。畢竟它能自動(dòng)分析大量信息,而且不會(huì)受到人為因素的干擾,也就不存在瞞報(bào)的行為。
名為 Healthmap.org 的公共衛(wèi)生監(jiān)視網(wǎng)站也在做類(lèi)似的事情,該網(wǎng)站由一名流行病學(xué)家約翰·布朗斯坦建立,主要會(huì)使用人工智能算法來(lái)分析各種政府報(bào)告、新聞網(wǎng)站以及其他來(lái)源的數(shù)據(jù)。
他強(qiáng)調(diào)說(shuō),人工智能還需要幾年時(shí)間,才能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮出應(yīng)有的影響力。它的目的并不是要取代人類(lèi),而是讓人類(lèi)能夠獲得超越傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段的力量,補(bǔ)充遺漏的信息,提供更快、更準(zhǔn)確的早期預(yù)警,挽救更多生命。