AI 药物研发平台 Pharma.AI 的技术原理主要体现在以下几个方面:
-
靶点发现:利用机器学习和深度学习算法,基于大量的生物医学数据,包括基因表达数据、蛋白质相互作用数据、疾病相关的组学数据等,构建疾病的生物学模型。通过对这些数据的分析,挖掘与疾病发生、发展密切相关的关键分子靶点。例如,平台中的靶点发现引擎 PandaOmics 可以分析多种数据和生物通路,对比疾病患者和健康人的数据,构建潜在靶点列表,还能通过自然语言处理模型分析多领域数百万个文本,进一步确认全新潜在靶点46。
-
分子设计:运用生成式人工智能技术,如生成对抗网络(GAN)和 Transformer 算法模块等。Chemistry42 作为分子生成引擎,结合了 40 多种生成化学算法和超过 500 个预训练的奖励模型,能够根据靶点的结构和功能特点,设计出具有特定属性的小分子化合物结构。它可以生成大量的候选化合物,并通过虚拟筛选和优化,挑选出与靶点结合能力强、成药性好的化合物56。
-
临床试验结果预测:通过建立临床预测模型,综合考虑化合物的生物学特性、药代动力学性质、临床前研究数据以及类似药物的临床试验结果等多方面因素,对候选药物在临床试验中的疗效、安全性等进行预测和评估。临床预测和方案优化引擎 inClinico 利用这些模型,帮助研究人员挑选出更有潜力的候选分子进入临床试验,同时优化临床试验的设计和方案,提高临床试验的成功率36。
-
数据处理与管理:借助亚马逊云科技的多种服务来实现。利用 Amazon SageMaker 进行机器学习模型的训练和部署,开发人员能够在单一环境中整合多个深度学习框架,并利用自主建设的数据集对专有模型进行训练和调优。使用 Amazon Bedrock 简化科研论文分析和知识图谱构建。借助 Amazon RDS 快速创建和自定义数据库,解决数据管理问题。采用 Amazon S3 进行大规模云存储,提升数据质量与一致性。利用 Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS) 实现自动管理 Kubernetes 集群基础设施,降低计算和存储成本13