对照AI-ready三标准,中国AI医疗在全球药物研发版图中处于发展初期、整体探索阶段的追赶者位置——在临床数据规模上有积累优势,但在高质量标注数据、经验量化和反馈周期等核心环节仍存在短板;在蛋白质设计大模型等前沿方向上展现出追赶态势。

AI-ready三标准下的行业现状

判断一个行业是否到了广泛引入AI的阶段,需要同时满足三个标准:行业积累了丰富的人类经验、经验能被量化定义成算法、经验有分级能判断好坏。对照这三条标准,全球药物研发距离“AI ready”的广泛使用都还有较长距离。

药物开发领域面临共同的底层瓶颈:人类对生物和化学的理解仍不充分。化学结构空间广阔,预计评估的化合物数量级在10的60次方,目前人类仅对约2亿个类药分子进行了实验表征,AI复制并优化人类经验的前提——“人类经验足够”——尚未完全成立。此外,高质量生物医学数据缺乏、数据孤岛难以解决、药物反馈周期过长,都是全球性挑战。

中国AI医疗的坐标与短板

中国AI药物研发主要应用于药物发现环节和临床前研究环节,受生物系统内在复杂性和疾病异质性特征的制约,AI技术尚不能为药物研发的效率和成功率带来革命性改变,整体仍处于探索阶段。AI在药物发现上的作用仍局限在速度和成本上,而非决策质量。

当前的关键短板在于:通过作用机理和适应症对药物进行标签注释十分困难,化合物-蛋白质-作用机理-药效之间的联系尚未理清,这使得AI方法在缺少标签的数据集中很难发挥作用。此外,过多使用靶点活性等替代量度,而非与有效性或安全性直接相关的数据结果,也是行业面临的共同挑战。

蛋白质设计:值得期待的追赶方向

在蛋白质设计领域,以GPT为代表的大模型已经展现出显著能力。AI通过学习已有蛋白质序列,可以创造与自然界不存在但具备类似功能的蛋白,其序列相似度可低于30%。在应用层面,上海交大洪亮教授团队利用深海耐高温蛋白数据训练大模型,AI能够设计出具备耐高温特性的目标蛋白。

AI进行蛋白质设计的逻辑与人类不同,其找到的某些优化点位违背人类直觉,却能提高稳定性。这是因为深度学习用高维向量描述蛋白质特征时,有可能抓住比人类低维经验更本质的因素。这个方向为中国AI医疗提供了差异化追赶的可能——在生物医学这类人类提取特征不足的学科中,AI通用大模型提取的高维数据,精度更高、成本更低。

常见问题

AI-ready三标准为什么重要?

三标准是判断行业是否具备广泛引入AI资格的基础框架:经验丰富、能量化、有分级。药物研发在这三方面都尚未完全达标,因此AI目前更多是提升速度和降低成本,而非改变决策质量。

中国AI医疗最大的短板是什么?

高质量标注数据的缺乏。药物标签注释困难、数据孤岛问题长期存在,使得AI在缺少标签的数据集中难以发挥作用,这是制约中国AI药物研发的核心瓶颈。

中国在哪些方向上有追赶机会?

蛋白质设计是值得关注的领域。AI大模型已展现辅助蛋白质设计的能力,中国科研团队在这一方向上有实际进展,未来随着算法更新、算力突破及大数据发展,AI技术有望深入应用到新药研发的各个环节。

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