用人工智能预测药物合成,默克在中国办了一场比赛

2019年04月20日 11:54:25
来源:好奇心日报

文章来源:好奇心日报;作者:罗骢

默克生命科学发起的“逆合成反应预测大赛”决赛4 月20 日在上海举办。逆反应合成预测,简答来说就是先写出问题的答案,再一步一步反过来推导出解答的过程。

传统的化学研究中,化学家逆向推导的工作量巨大。首先需要从目标产物的分子式开始分析,再通过搜索已知相似结构或文献报道中的合成路径,来确认目标产物需要什么样的试剂和反应序列。

用简单的原料来合成复杂化合物具有难度。这个过程往往会浪费十几天或者更长时间,放慢新药研发速度。

默克生命科学中国总经理卫政熹告诉《好奇心日报》,整个过程就像是用不同的解题思路来尝试推导出答案。“得益于有机化合物和生物医药的发展,医药界积累的数据有明显增长,如何使用成为新的问题。”

选手在现场展示模型

人工智能被拿来提高效率。本次大赛,默克生命科学向高校和机构的研究学者提供了含有180 万有机化学反应的数据库,参赛选手需要以此建模,利用人工智能分析目标产物,来预测合成反应物。

以代码构成的人工智能取代的是处理海量的化学反应方程,让计算机不断尝试越来越多的合成路径。从而解放科学家。

获得决赛第一名的队伍来自北京大学“分子设计实验室”。队中三名选手并非都是化学研究者,还包括了算法工程师等。本次比赛中,计算机科学专业的在职选手比例达到76%。

程序员参与制药研发,被认为是未来的趋势,但卫政熹认为这一趋势还需要一段时间才能到来。“人工智能的应用相当有潜力,但目前来说,最大的帮助还是处理原本需要大量人力进行的重复性工作。从而缩短研发时间,降低研发成本。”

新药研发回报率过低,是近几年各大药企遭遇的困境。德勤在2019 全球生命科学展望”的分析报告中称:全球12 家大型生物医药公司通过药物研发创新获得的回报降到了9 年来的最低水平,平均回报率只有1.9%。

新药研发的流程复杂,周期较长,从基础研究,到药靶研究、生化研究、前临床开发、临床试验。人工智能在其中只能影响环节中的一小部分。目前中国人工智能技术在医疗领域的应用普遍只集中在影像辅诊板块。

虽然,人工智能在制药研究中还处于初期阶段,但投资已经涌入。2016 年中国人工智能制药研发市场投资规模为100 亿元,两年后已经翻倍到200 亿元,复合年平均增长率超过40%。

选择在中国举办制药比赛也是因为默克看中中国庞大的医药市场和人才储备。卫政熹在采访中提到“人工智能领域全世界所有发布论文中有40% 来自于中国,剩下40% 来自于Google”,默克希望借比赛机会更多接触中国的人工智能的研究者。

过去两年内,跨国药企在中国投资频繁。2017 年,默克在江苏南通投资8000 万欧元建立了生命科学中心。不仅仅是默克,去年10 月,罗氏投资约4.5 亿瑞士法郎(约25 亿人民币)在苏州设立生产研发中心。此前,全球制药排名前十的辉瑞也将旗下全球第三个、亚洲第一个的生物技术中心建设项目落在了浙江杭州。

题图来源:pexels.com

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