美國國家癌癥研究所估計(jì)有十分之四的美國人可能會(huì)在某一時(shí)刻被診斷出癌癥。33%的癌癥患者壽命不會(huì)超過5年，這讓他們幾乎沒有時(shí)間去尋找有效的治療方法。新的抗癌藥物需要10年時(shí)間才能推向市場，這一推廣過程涉及動(dòng)物試驗(yàn)、人體試驗(yàn)和監(jiān)管審查——而其實(shí)驗(yàn)成功概率僅有7%。那么，市場上食品和藥物管理局批準(zhǔn)的藥品不足2000種，這是否令人驚訝？（不是2000種癌癥治療藥物，是2000種治療所有疾病的藥物）
一家名為Insilico Medicine的生物技術(shù)研究公司希望通過在人工智能（AI）的幫助下大幅削減研究所需的時(shí)間，從而徹底改善藥物研發(fā)現(xiàn)狀。在醫(yī)學(xué)雜志《Oncotarget》發(fā)表的一項(xiàng)研究中，一個(gè)由Insilico Medicine領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)詳細(xì)介紹了他們的方法。從本質(zhì)上講，其研究人員建立了兩個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（被稱為生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，簡稱GANs）。其中一項(xiàng)研究提出了可能具有抗癌特性的新分子；另一種則是否定哪些藥物抗癌無效。Polina Mamoshina是Insilico Medicine的一名研究科學(xué)家。她說，“最好是用藝術(shù)的類比來解釋，如果癌癥藥物是藝術(shù)作品，那么第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)試圖對(duì)其進(jìn)行模仿的藝術(shù)學(xué)生，而第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)將是一名藝術(shù)專家。
回到GANS，第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)一直試圖“欺騙”后者，讓后者接受新的分子作為合法藥物，這兩種方法都能更好地了解癌癥治療應(yīng)該是什么樣子。一旦它們通過相互測試，這些網(wǎng)絡(luò)就可以用來檢測化合物，以檢測它們的抗癌潛力。通過這種方式，Insilico?Medicine研究團(tuán)隊(duì)從一個(gè)公共數(shù)據(jù)庫中篩選了7200萬種化學(xué)物質(zhì)。在GANS中選擇的這些化合物中已經(jīng)有60項(xiàng)獲得癌癥治療藥物專利，這意味著網(wǎng)絡(luò)能夠準(zhǔn)確地鑒定出這些藥物，而其選擇的其他化合物也很可能值得進(jìn)一步研究。
與體外實(shí)驗(yàn)（試管）實(shí)驗(yàn)相比，silico實(shí)驗(yàn)室的（計(jì)算機(jī)測試）方法的速度更快。研究人員并沒有去尋找新的癌癥治療方法，而是使用一百萬種已知的有治療潛力的化合物，而在短短一個(gè)月時(shí)間里，研究人員就可以將候選名單縮小到100個(gè)。
這種方法不僅可以更快的促進(jìn)藥物開發(fā)，而且還能給研究帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。每一種實(shí)驗(yàn)失敗的藥物，都會(huì)造成勞動(dòng)力和資源價(jià)值數(shù)百萬美元的損失。Journal of Health Economics的一項(xiàng)研究估計(jì)，每一種實(shí)驗(yàn)失敗的藥物比每一種實(shí)驗(yàn)成功的藥物成本增加了超過16億美元。有了更少、更精確的搜索范圍，研究人員可以節(jié)省數(shù)百萬，甚至數(shù)十億。
但并非所有人都對(duì)silico testing的應(yīng)用抱有信心。Mamoshina承認(rèn)，許多使用更傳統(tǒng)的生物和化學(xué)方法的癌癥研究人員不熟悉人工智能，這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)不好取信于他們。“對(duì)他們來說，這是一個(gè)黑盒子，”她說。“這真的很難理解，這也是為什么他們會(huì)對(duì)此持懷疑態(tài)度。”
與其他尖端技術(shù)一樣，炒作也可能推動(dòng)了Insilico Medicine的進(jìn)步，但是也買下了隱患。Olexandr Isayev是北卡羅來那大學(xué)的助理教授，他的實(shí)驗(yàn)室專注于開發(fā)人工輔助藥物發(fā)現(xiàn)的方法。他承認(rèn)，對(duì)于一項(xiàng)尚未提供任何實(shí)質(zhì)性成果的技術(shù)，人們剛開始可能會(huì)表現(xiàn)的過于興奮。“大多數(shù)發(fā)表的論文，包括這篇論文，都是純粹的計(jì)算性的，”他說。“所以，一些預(yù)測可能是錯(cuò)誤的。我真的很想看到“人工智能發(fā)現(xiàn)”的藥物分子的首次被實(shí)驗(yàn)確認(rèn)是成功的。”
該公司并沒有將這種技術(shù)以軟件即服務(wù)模式的形式進(jìn)行授權(quán)，而是將研究范圍擴(kuò)大到網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)能識(shí)別出的具有抗癌潛力的分子上。一旦這些化合物通過傳統(tǒng)的體外測試，它們就會(huì)被授權(quán)給制藥公司進(jìn)行進(jìn)一步的監(jiān)管審查，如果一切順利的話，市場營銷也會(huì)得到批準(zhǔn)。今年8月，該公司宣布，Insilico Medicine正與制藥業(yè)巨頭葛蘭素史克合作，開始實(shí)施一些新的研究技術(shù)。
Insilico Medicine對(duì)這種新方法的信念，反映在它決定對(duì)自己發(fā)現(xiàn)的藥物進(jìn)行授權(quán)的決策中，而不是反映在發(fā)現(xiàn)藥物的工具。然而，對(duì)于該公司來說，要證明人工智能確實(shí)能夠剔除早期發(fā)現(xiàn)的藥物確實(shí)治療無效的猜測，他們將不得不回到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測。
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