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人工智能在新药研发中的应用现状与挑战

2021-09-07刘晓凡孙翔宇朱迅

药学进展 2021年7期

刘晓凡,孙翔宇,朱迅

(1.杭州费尔斯通科技有限公司,浙江 杭州 310051;2. 吉林大学基础医学院,吉林 长春 130021)

当前,新药研发面临着成本高企、收益率下降的双重困境。新药研发具有技术难度大、投入资金多、研发风险大、回报率高和研发周期长等特征,随着疾病复杂程度的提升,新药研发难度和成本迅速增加,全球新药研发成功率呈明显下降趋势。2019年,艾昆纬(IQVIA)发布报告[1]指出,新药从临床试验开始到研发结束的平均开发时间在过去10年里增加了26%,2018年达到12.5年;新药开发成功率不断下降,2018年降至11.4%。据Nature杂志报道,新药研发成本快速增长,2018年开发的平均成本约为26亿美元[2]。新药投资回报率不断下滑,德勤发布的报告显示,2017 年全球前12大制药公司的研发投资回报率仅为3.2%,较2010年的10.3%下降7个百分点[3]。

人工智能(artificial intelligence,AI)的发展,为新药研发带来了新的技术手段。通过机器学习(machine learning,ML)、深 度 学 习(deep learning,DL)等方式赋能药物靶点发现、化合物筛选等环节,大大提升了新药研发的效率,为降本增效提供了可能[4]。应用AI技术,可缩短前期研发约一半时间,使新药研发的成功率从当前的12%提高到14%,每年为全球节约化合物筛选和临床试验费用约550亿美元[5]。

提升新药研发效率,对加快开发临床需求未被满足的创新药物,助力药企抢占“best-in-class”和“first-in-class”药物市场的机遇窗口期,从而提升药企全球竞争力具有重要意义。AI技术作为提升新药研发效率的重要驱动力量,正在加速对新药研发各环节的渗透[6]。本文通过对AI技术、AI赋能新药研发应用场景,以及应用AI技术的企业主体进行总结梳理,并展望AI技术未来发展趋势,为AI+新药研发提供思路与参考。……

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