医药行业有个“双十定律”—— 一种新药的诞生,至少需要投入十年时间和十亿美金。近年来,制药成本更是大幅提升,而收益却持续走低。
在此背景之下,AI开始逐步参与到从药物靶点发现到临床试验的药物研发全流程中。
行业发展驶入快车道 亟需算力支撑
AI制药通过高通量试错提高了药物设计和筛选的成功率,优化流程并降低人力成本,大幅缩短了研发时间,提高研发成功率,被视为医药研发的突破口,也成为了资本竞相逐鹿的风口。
在2017-2021年间,创新药领域的AI制药企业融资事件达199起,融资金额合计近百亿美元,在2022年上半年也有45起,累计融资金额达17.6亿美元。
另一方面,《以临床价值为导向的抗肿瘤药物临床研发指导原则》、《关于促进人工智能和实体经济深度融合的指导意见》等一波利好政策的相继出台,进一步推动了AI制药产业变革和加速发展。
但目前AI制药仍存在数据量不足、数据质量参差不齐、算法精度不高、算法无法满足需求、算力不够等诸多障碍,亟需数据、算法、算力方面的提升和突破。
其中最关键的算力问题,很大程度上制约了AI制药的快速发展。比如计算机辅助药物设计,无论是靶点发现、化合物合成等药物发现阶段,还是化合物筛选等临床前研究阶段,都需要强大的算力作为支撑。
为了寻求算力的支撑和突破,很多新药研发和AI制药企业都不约而同地将目光转向了“上云”。
云计算和AI技术 成破局关键
日前,深势科技的新一代药物计算设计平台Hermite正式发布,为药物研发工作者提供CADD中数据、算法、算力三位一体的一站式解决方案。
因为对算力的需求十分明确,深势科技一开始就选择了在云上构建业务,采用阿里云弹性高性能计算E-HPC集群为客户快速部署业务,利用云的弹性伸缩能力最大化利用计算资源,以最高的性价比完成有效的计算。
通过Hermite平台和阿里云弹性高性能计算E-HPC集群,深势科技平均每条管线的合成规模由上千缩小到数十,降低了合成成本,减少了定制合成的等待时间,管线推进到临床前候选化合物的时间也缩短了一半。
无独有偶,专注于基因检测和精准医疗的生命医学企业圣庭医疗也通过上云优化了传统IDC集群的数据可靠性、运维成本及效率问题,基因比对与分析效率提升了70%。
近年来,圣庭医疗业务量增长快速,服务器与运维成本急速上升,IDC数据中心已跟不上企业的发展速度和需求。阿里云在弹性高性能计算E-HPC集群上实现Slurm业务工作流dependency与自动伸缩的结合,为圣庭医疗有效提升了计算效率,降低了使用成本。
今年5月,晶泰科技的智能化自动药物发现平台借助阿里云的医疗AI,让正大天晴高难度抗肿瘤新药项目的时间比原计划缩减了50%。晶泰科技首席科学官张佩宇指出,AI制药可以助力提高试错探索的速度并降低成本,为药企的创新转型与降本增效提供强大助力。
日前,阿里云还推出了全栈智能计算解决方案“飞天智算平台”,可将计算资源利用率提高3倍以上,AI训练效率提升11倍,推理效率提升6倍。深势科技采用了飞天智算平台之后,已将集群性能优化提升超过100%,让分子动力学仿真模拟训练效率提升了5倍。
在云厂商瞄准这一快速增长的赛道外,众多软硬件公司也纷纷发力。为了加速药物研发中的计算和AI应用,NVIDIA 推出了NVIDIA Clara™ Discovery平台,该平台集 GPU 加速及优化的框架、工具、应用和预训练模型于一体,专为支持跨学科工作流而构建,可帮助科学家和研究人员更快地将药物投放市场,并为疾病机制研究提供新的可能性。
在9 月份的GTC大会上,NVIDIA推出了 BioNemo,这是一款基于 NVIDIA NeMo Megatron 构建的应用框架和云服务,用于在超级计算规模下训练和部署大型生物分子 Transformer AI 模型,为蛋白质、DNA 和简化分子线性输入规范 (SMILES) 的语言而设计,进一步加速了AI在制药和生命科学领域的应用。
不难发现,在云计算与AI技术的加持之下,生物制药产业的效率获得了极大提升,AI辅助广谱抗体药的设计,也已成为业界公认的圣杯。
全球AI生物智药大赛 助推行业高质量发展
为进一步推动云计算、AI与生物制药、生命科学领域的交融与发展,为人类更好的生活和生命质量迎难而上,持续发掘行业优秀人才和团队,阿里云天池大赛与NVIDIA和角井科技共同发起了“云上进化”的2022全球AI生物智药大赛。
比赛分为“基于AI算法的SARS-CoV-2广谱中和抗体药物设计”和“抗原抗体结合Epitope和Paratope精准确定”两个赛道。本次大赛邀请到了哈佛大学统计系终身教授、清华大学统计研究中心创始人、角井科技创始人刘军,中国工程院院士、北京大学博雅讲席教授、北京大学国际癌症研究院院长、北京大学健康医疗大数据国家研究院院长詹启敏,中国科学院院士、上海市免疫治疗创新研究院创始院长、上海交通大学医学院教授董晨,清华大学人工智能研究院常务副院长、欧洲科学院外籍院士孙茂松和浙江大学医药学部副主任、浙江大学智能创新药物研究院副院长何俏军, NVIDIA中国医疗行业应用总监冀永楠等多位重量级专家作为大赛顾问,为参赛选手们答疑解惑。
目前,全球6000余支参赛队伍,经过激烈的角逐,遴选出了30支队伍进入复赛,在复赛阶段,大赛专家团队将和选手一起携手,借助云上算力,为新冠病毒广谱中和抗体药物设计的科研进程加速。
通过此次阿里云2022全球AI生物智药大赛,必将吸引更多优秀的人才和团队加入到AI制药产业中来,不断促进云计算和AI技术与生物医药研发制造深度融合,推动生物医药产业转型升级,催生新业态、新模式,实现高质量发展。
(来源：新视线)
