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AI在药物靶点发现中的效率如何提升?

发布时间:2025-05-04 16:53:27 | 责任编辑:吴卓 | 浏览量:4 次

AI在药物靶点发现中的效率可以通过以下多种方式提升:

1. 多模态数据融合

  • 整合多源数据:AI可以通过融合基因组学、转录组学、蛋白质组学、药物结构信息以及临床记录等多种数据类型,全面分析疾病相关的分子模式和因果关系。例如,平安科技采用多模态数据融合技术,将基因表达谱、蛋白质相互作用等多源数据输入深度神经网络,显著提升了靶点作用关系的识别准确率。

  • 提升数据质量:解决数据稀缺和非标准化问题,开发能够处理有限数据的“稀疏”AI算法,同时建立更好的数据共享机制和标准。

2. 深度学习与知识图谱

  • 深度学习算法:利用深度卷积神经网络(CNN)和图神经网络(GNN)等架构,AI可以高效识别药物靶点与疾病相关作用关系。例如,PandaOmics平台通过多组学数据与生物网络分析,成功鉴定出抗纤维化治疗的新靶点。

  • 知识图谱:将多组学数据与科学文献整合到知识图谱中,AI可以更高效地识别基因与疾病之间的关联。

3. 虚拟筛选与预测

  • 虚拟筛选技术:AI可以通过预测配体-受体相互作用,优化对接姿态,从大规模化合物库中快速筛选出潜在的药物候选分子。例如,博济医药利用AI技术从百万级化合物库中进行智能筛选,大大减少了工作量和试错成本。

  • 蛋白质结构预测:AI工具如AlphaFold可以快速预测蛋白质结构,将靶点结构解析时间从数月缩短至几小时。

4. 物理定律融入AI

将物理定律融入数据驱动的AI算法中,可以减少对大量数据的依赖,同时提高模型的准确性和通用性。

5. 自动化与实时监测

  • 自动化实验:结合自动化实验室技术,如自主机器人合成化合物,实现“AI设计-机器人合成”的闭环,进一步提高研发效率。

  • 实时监测与优化:通过实时监测数据,AI可以提前终止无效试验,节省时间和资源。

6. 虚拟临床试验

利用计算机建模和生成对抗网络(GANs)创建数字孪生,优化临床试验设计,提高试验效率。

通过上述方法,AI在药物靶点发现中的效率得到了显著提升。例如,英国BenevolentAI利用AI发现肌萎缩侧索硬化症的新靶点,将原本需要数年的研究缩短至数月。

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