医学的未来:人工智能如何彻底改变制药业

医学的未来:人工智能如何彻底改变制药业
2024年06月12日 21:31 新芒xAI

最近看到这样一个观点:资本从互联网向生物技术迁移,未来10年,细胞、基因和生物工程成为核心驱动力。

这是著名投资人,红杉资本的沈南鹏,对话桥水基金创始人达利欧提到的。并用实际行动,投资了多家生物医疗公司来实践其预判。

当下又到了人工智能新一波浪潮,AI革命似乎在这个节点更加快速发展,但这对其中关键的制药行业意味着什么?

我们通过全球数字咨询公司Customertimes的联合创始人兼执行合伙人Max Votek的分享,来进行一个深入探寻。

自诞生以来,制药行业一直处于人类知识和创新的前沿,偶尔会推动新技术的发展。自然而然,该行业是人工智能和机器学习的早期采用者。

这些新技术将如何应用?这对医学的未来意味着什么?

药物开发

几十年来,科技一直在支持药物研发。科技在药物研发中的应用被称为计算机辅助药物设计 (CADD),被认为是药物研发流程中的支柱。

新鲜事物是计算机科学的最新进展以及机器学习和人工智能在发现新药和新药品方面的应用。《生命科学中的人工智能》一 指出,近年来人工智能算法的进步帮助制药行业找到了如何创造新化学结构的方法。

算法可以处理大量数据,以确定新药的工作原理,包括确定哪种分子最适合特定过程。据《高级研究杂志》报道,这些进步使研究人员能够识别与疾病相关的靶点并预测它们与潜在候选药物的相互作用

这使得药物研发过程变得更加简单,从而可以制定更有针对性的策略。这意味着我们更有可能看到药物成功获批。这些获批的药物将为未来如何使用(和改进)该流程提供见解。

临床试验

制药公司和医疗器械制造商定期进行临床试验。然而,这些组织错失了简化药物研发过程的机会,原因很简单,他们无法记录整个过程。

这一点很重要,尤其是制药公司需要向 FDA 咨询委员会陈述其药品审批案例。公司需要证明他们能够支持其研究结果。

几年前,一家大型制药公司合作应对这一挑战,当时人工智能还没有像现在这样流行。通过开发了一个设计记忆工具,帮助客户捕捉和组织与临床试验开发相关的所有文档、学习和管理事件。

过去,必须手动收集数据。现在,人工智能让我们能够更快速地连接事件、文档、决策和其他数据,从而深入了解未来如何改进流程。

在另一个项目中,帮助一家大型 IT 健康和临床研究公司在临床试验中接触到不同的人群。当时,人工智能还没有像今天这样普及。帮助客户扩大了地理覆盖范围,并通过虚拟临床试验接触到不同的人群和难以招募的候选人。这对该组织来说是一个改变游戏规则的举措,他们至今仍在使用该工具。

尽管如此,人工智能如何能够让从面对面临床试验到虚拟临床试验的转变变得更加高效,尤其是在当今有大量患者数据的情况下,确实值得注意。

药物再利用

制药行业是世界上数据最丰富的行业之一,然而大部分数据在药物研发过程结束后可能会被丢弃。

虽然药物可能没有经过 FDA 审批,但活性分子仍然可以用于其他用途。到目前为止,这种重新利用通常依赖于人工干预。有了机器学习,这个过程可以更快、更容易。

举一个特别令人兴奋的例子,人工智能可用于催化所谓的多药理学,即使用多种药物作用于不同的靶点和途径。这有助于绘制基因、疾病和药物之间的关系,并由此发现可能导致重大药物突破的全新联系。

最近的一个例子是疫情期间,人工智能被用来探索现有药物和治疗方法在抗击新冠病毒方面的潜力。

精准医疗

随着我们彻底改变基因组学的认识,我们也扩大了精准医疗的潜力,精准医疗是根据患者的基因组图谱完全个性化的治疗,从而大大增加患者成功的机会。

举个例子,一个被诊断患有白血病的病人,通过对病人的DNA进行测序,医生可以准确地知道他们正在处理的是哪一种白血病,以及如何治疗。

再次强调,人工智能的作用是大大加快研究进程。研究人员研究 DNA 和蛋白质结构的速度呈指数级增长,使这些曾经遥不可及的目标成为现实。这项工作的理论和实践引起了研究人员的极大兴趣。

挑战

尽管人工智能有着巨大的潜力,但其普及仍存在一些障碍。

算法需要非常大的数据集才能运行和学习。然而,在实践中,许多与临床试验和药物研究相关的数据通常被不同的研究人员和制药公司所孤立。

医疗数据的高度专业化性质也给数据标记带来了障碍,研究人员通过数据标记为算法提供背景信息,从而使算法发挥其魔力。制药行业需要改进和标准化数据流程,并对什么是有用的数据集形成共识。

这可能说起来容易做起来难。鉴于全球制药行业受到严格监管,信息披露和透明度规定严格,准备数据输入的过程可能比其他地方更加漫长和昂贵。

制药公司应积极与监管机构、患者团体和政策制定者合作,支持制定能够有效处理数据的实践,同时保持患者和其他利益相关者的重要信任。

在这项工作开始时,我们不应该忽视其中的利害关系。人工智能不仅有助于提供新的、更便宜的药物,而且还能扩大药物的作用范围。随着我们驾驭这些进步,医学的未来比以往任何时候都更加光明,而人工智能则处于一切的最前沿。

参考资料:

The Future Of Medicine: How AI Is Revolutionizing Pharma

https://www.forbes.com/sites/forbestechcouncil/2024/06/11/the-future-of-medicine-how-ai-is-revolutionizing-pharma/

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