当新药研发遇上VR和人工智能

作者:孔静 来源:健康点 2016年12月26日

新药研发领域经常闪耀着高科技的影子。最近发布的沃森“药物研发”系统基于云技术,旨在帮助生命科学研究人员发现新的药物靶标和替代性的药物适应症。

新药研发领域经常闪耀着高科技的影子。最近发布的沃森“药物研发”系统基于云技术,旨在帮助生命科学研究人员发现新的药物靶标和替代性的药物适应症。

2009年,阿伯里斯特威斯和剑桥大学研发了第一个科学机器人“亚当”。这是第一台能够独立发现新科学知识的机器,“亚当”能独立推理,把理论公式化,甚至探索科学知识,堪称人工智能领域一大突破。“亚当“发明之后,同一研发队伍于2015年在英国曼彻斯特大学研究出了机器人“夏娃”,主要用于帮助科研人员筛选抗疟疾、血吸虫病等疾病的新药。“夏娃”的设计目的是进行药物早期阶段的自动化设计,她可以利用其人工智能,在筛选过程中学习成功的经验,并甄别出对选定药物目标有作用的高可能性化合物,用于药物研发。“夏娃”每天可以筛选超过10000种化合物。

第一个科学机器人“亚当”(Adam)

位于曼彻斯特大学的机器人科学家“夏娃”(Eve)

现如今,越来越多的高科技被各大药企应用于新药研发领域,他们希望借此探索提高新药研发效率、节省更多成本的路径。

 VR+新药研发

随着近年VR技术的大火,“VR+医疗”的混搭也出现了。“VR+医疗”除了在手术及医护培训中的应用,还具有更多的可能性。在辉瑞的马塞诸塞州剑桥研发中心,辉瑞正在探索VR技术在医疗健康方面的应用。

VR如何带领科学家走进新型分子?据介绍,VR技术可以帮助科学家直观的看见所需信息,比如蛋白质结构或大脑的构造,降低获取医疗信息的门槛,加快信息获取的速度。辉瑞VR项目负责人神经科学和疼痛定量药学研究部门高级经理Kevin Hallock说,“我常常把虚拟现实解释为让人们用更短的时间看到更多的东西。虚拟现实把数据变成了更清晰明白的图像,这使我们能够在同一时间考虑多个数据点。”

研究人员正在利用VR技术观察蛋白质分子结构

据了解,应用于药物研发项目的辉瑞365平台上描述的VR系统名为计算机辅助虚拟环境(CAVE),该设备购于3年前。CAVE是指在一个房间中,用投影仪打造虚拟现实场景环绕在使用者四周。此外,还有头戴式显示器(HMDs)可供个人使用,如Oculus Rift和HTV Vive。头戴式显示器(HMDs)价格相对实惠且更便携,但分辨率和计算性能还无法与计算机辅助虚拟环境(CAVE)相比,Kevin Hallock认为这些不足很快就会被弥补。

此外,该团队还将虚拟现实技术运用在了实验室建筑设计和实验室安全培训方面,同时也在研发与患者服务相关的VR软件。

虚拟现实将来会影响制药行业药品研发的各个阶段。让研究人员更快捷的探索数据。研究人员只需要查看自己的手机,或带上一副眼镜就可轻松完成数据的获取和处理。

Kevin Hallock对健康点记者介绍了辉瑞的其他新技术的探索性项目,与IBM合作的辉瑞蓝天项目(Blue Sky project),此项目在测试可穿戴式传感器(如手机、手表等)能否帮助治疗帕金森症的药品研发。同时也在探索使用显微镜和高通量筛选仪器来帮助完成药品研发。 

人工智能+新药研发

这边辉瑞玩起了VR,那边强生将目光移向了人工智能。

强生在全球共有四个创新中心,最近,强生伦敦创新中心与英国伦敦的BenevolentAI公司进行了合作,将一些处于试验中的小分子化合物转交给了BenevolentAI公司进行开发。这是一家致力于人工智能技术开发和应用的公司,成立于2013年。

据介绍,BenevolentAI公司的核心技术是一个叫做JACS(JudgmentAugmented Cognition System,判断加强认知系统)的人工智能系统,可以更快更好的开发新药,避免代价高昂的临床试验失败。

根据合作协议,强生公司将一些已经进入临床阶段的试验药物和专利一起特许给了BenevolentAI。BenevolentAI将利用人工智能系统来指导临床试验的进行和数据的收集,他们计划最早在2017年中展开2b期临床试验。

人工智能开发新药的企业逐渐增多,除了欧美药企,日本药企也积极面对新科技。据《日本经济新闻》报道,日本武田药品工业、富士胶片及盐野义制药等近50家日本企业将参加利用人工智能推进新药开发的项目。在项目中,企业将与理化学研究所和京都大学合作,组成100人规模的团队推进开发。

人工智能将读取各种与目标新药有关的学术论文,此外还将向人工智能输入理化学研究所和京都大学医院持有的患者临床数据、疾病相关的蛋白质,以及利用全球为数不多的超级计算机“京”锁定的新药候选物质等的信息,给出答案发现新药候选物质。日本文部科学省将在2017年度的预算概算要求中增加25亿日元为该项目提供支援,预计最终总额将达到100亿日元规模。

IBM沃森健康生命科学副总裁LaurenO'Donnell说, “我们相信,随着科研人员找到现有知识体系中的新模式,必将出现一波不可小觑的医药创新。为此,他们需要利用各种研发工具,这样才有助于通过探索全球范围的资料,高效率地接触各种机遇和挑战。”

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标签: 药物VR人工智能
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