人工智能技术助力新药研发进入精准高效新阶段

近日,中国清华大学智能产业研究院(AIR)的兰艳艳教授,联合清华大学的生命学院和化学系,组成跨学科团队,把人工智能应用到药物筛选当中,成功开发了名为DrugCLIP的虚拟筛选平台。这项突破给新药研发带来了革命性的变革。新药发现早期阶段好比是在宇宙中寻找一颗星星,科学家需要在众多小分子中找出能与疾病靶点结合的候选药物。传统方法依赖实验科学,不仅耗时耗力,成本也高昂。这次AI驱动的DrugCLIP平台把这个过程的效率提升了百万倍。 传统的计算机辅助药物筛选需要大量计算资源和长时间的动态模拟或分子对接计算。然而,面对庞大的靶点库和化合物库,这些方法显得力不从心。DrugCLIP平台通过将蛋白质和小分子转化为数字化信号和特征表示,实现了对两者之间潜在匹配规律的快速预测。这是一种从“逐步模拟”到“智能映射”的转变。 这项技术突破让筛选效率达到了令人惊叹的程度。使用普通高性能计算机集群运行DrugCLIP平台,一天内就能完成31万亿次小分子与靶点的匹配计算。针对包含100万个候选分子的库进行筛选只需0.02秒,把传统方法耗时数月甚至数年的工作量压缩到了一天之内完成。这种速度提升给新药研发带来了实质性的突破。 清华大学联合团队把DrugCLIP平台应用于人类基因组级别的药物靶点全景扫描上。他们成功对约一万个潜在药物靶点和两万个关键功能位点进行了系统、全面的虚拟筛选。这次扫描涵盖了超过5亿个候选小分子结构,并从中筛选出了超过200万个具有潜在成药价值的分子信息。团队还建立了全球规模最大、覆盖最广的药物靶点-小分子匹配数据库,并且免费开放给全球科研人员共享。 这个平台具有深远意义:它极大地加速了源头创新;提升了研发精准性;代表了信息科学、生命科学、化学等多学科深度融合。它将推动新药研发进入精准高效新阶段。清华大学DrugCLIP平台是我国跨学科协同攻关成功案例之一,展示了我国在AI for Science领域特别是AI赋能新药研发方面已经跻身世界领先行列。 随着DrugCLIP平台开放共享和持续优化,预期会吸引全球科研力量参与共同探索更多原创新药发现项目。未来人工智能为代表的新质生产力将在生命科学等基础研究和产业创新领域释放出巨大能量。 这个故事讲述了中国在药物筛选领域取得突破性进展的背后故事:科学家们利用人工智能技术打造DrugCLIP平台,大幅度提升了药物筛选效率并实现革命性突破。这个平台通过“智能映射”模式直接快速预测小分子与特定靶点结合可能性与强度。它展示了中国在交叉学科前沿领域强大创新能力,并为全球新药研发范式变革提供了重要方案。