“中國藥谷”以科技之“智”助醫療之“治”

（華科精準聯合創始人兼首席技術官劉文博正在調試手術機器人設備。受訪者供圖）

醫藥學發展到今天，新藥研發仍是一場九死一生的“冒險”，臨床失敗率極高。有人統計，新藥研發平均需要耗時10年、耗資10億美元，並且成功率不足10%。

為什麼這麼難？以癌症為例，如果腫瘤是一把鎖，靶點是鎖眼，藥就是鑰匙，為了找到最合適的那把，科研人員需要耗費大量精力、財力去篩選。

眼下，大模型時代的人工智慧正在悄然賦能千行百業。在被譽為“中國藥谷”的大興生物醫藥産業基地，已經有企業、科研院所通過這項新技術去尋找“新鑰匙”。新藥研發“10年10億美元10%成功率”的傳統“魔咒”正在被打破。在醫療機器人研發領域，人工智慧也在大展拳腳。

藥企引進資訊科學專業人才

與印象裏藥企研發團隊全都穿著白大褂做實驗不同，熱景生物公司的新藥發現與設計研究中心，有一部分人平時面對的是電腦螢幕上的數據和藥物分子模型。

這支團隊的核心成員來自清華大學、北京大學、中國科學院、中國人民解放軍軍事醫學科學院、北京協和醫學院、美國馬薩諸塞大學、約翰·霍普金斯大學、德雷塞爾大學等國內外頂尖高校及科研院所，且具備資訊科學、制藥工程、生物技術等專業背景。這不難理解，引入人工智慧研發新藥屬於交叉學科，需要很多專業的人才一起努力。就在前不久，他們的研究成果還發表在了國際權威期刊上。

“電腦技術輔助研發新藥並不是新概念，我國早在上世紀80年代就有科學家開始嘗試。但受限于當時的技術，只能形成簡單模型，很難落到企業層面。”中心負責人許立達説，近年來，隨著算力、實驗技術的突飛猛進，藥企在發展過程中沉澱的大量珍貴數據有了更多“用武之地”。相比于資訊技術企業，藥企搭建人工智慧演算法模型也因此獲得了一定優勢。“我們吸收借鑒前沿技術建立自己的演算法流程，再依託公共數據庫和企業內部數據對模型進行訓練，能讓它變得更‘聰明’。”

與新藥發現與設計研究中心同處一棟樓的，是熱景生物的大量專業實驗室。人工智慧模型得出的計算結果，會在實驗室進行多輪驗證，進一步改進藥物分子結構，獲得更好療效。除了借助人工智慧演算法模型發現“新鑰匙”，熱景生物還期待著它能找到“新鎖眼”，也就是新靶點，到那時，企業也將增加一條全新的賽道，並處於領跑位置。

5秒鐘即可生成分子結構式

藥物分子經過核磁共振，會在電腦上得到一串原始碳譜數字，這就好似它的“身份證號”。將這串數字輸入人工智慧解譜系統，只需短短5秒，就生成了多個分子結構式，再經過科研人員人工驗證，即可獲取“正確答案”。

這聽起來有點科幻的一幕，發生在中國醫學科學院北京協和醫院藥物研究所。研究員、博士生導師汪小澗，是解譜系統的研發帶頭人，“將碳譜轉化成結構式，是研發新藥的關鍵一步。即便經驗豐富的專業人士操作，也需要3到5天。短短5秒，可能連‘身份證號’還沒看全。”

藥物研究所的科研人員們，擅長在天然産物中發現新藥。比如用於治療慢性肝炎的雙環醇，就是從五味子中提取出來的，協和藥廠平均年銷售額在10億元以上。如果新藥發現能夠提速，不僅患者有了更多治療方案，科研人員也將獲得更多經費支援，實現良性迴圈。

可研發新藥是個需要“坐冷板凳”的苦差事。汪小澗統計過，他帶的研究生，如果用傳統的篩選方法，平均每年每人只能合成20至40個分子，大多數分子還沒到達臨床階段就宣告“夭折”，如果借助人工智慧解譜系統，獲取的分子數量可以至少增加一倍，研發新藥的成功概率也會有所增加。

這套解譜系統上線2年來，已經吸引上萬名天然産物結構化學從業者使用。“現階段，人工智慧還僅僅是一種輔助工具，新藥研發還需要遵循傳統規律開展臨床試驗。”汪小澗説，希望和有實力的藥企一起合作用好臨床數據，讓數據庫實現擴容，提高精準度，“如果我們合成的20個分子中，有2到3個到達臨床階段甚至成為新藥，那將是人工智慧巨大的成功。”

智慧機器人精準導航手術路徑

去年8月，西安一位體重僅2斤4兩的早産兒，在出生3天后突發腦出血。孩子年齡太小，腦出血的面積又比較大，精準、微創進行手術的難度非常大。經慎重評估，醫生決定使用華科精準公司微型機器人實施腦內血腫穿刺外引流術，不僅精準定位了病灶，還成功清除了14毫升積血。

華科精準公司是“中國藥谷”園區企業，研發的多款手術機器人已輔助醫生開展了2萬多臺神經外科手術。公司聯合創始人兼首席技術官劉文博説，有相當比例的神經外科患者，其病灶位於顱內深部，需要醫生先進行準確定位，再完整安全地切除病灶。過去，為了實現微創精準的手術路徑設計和術中引導，需要在患者清醒的狀態下往顱骨上打4到5顆釘子用來固定框架，患者的痛苦可想而知，且術中操作調整角度和入路存在一定限制。對於醫生而言，就像是在不切開西瓜的情況下，精準取出一粒特定的西瓜籽，難度非常之大。

如今，人工智慧技術發展突飛猛進，神經外科手術機器人可以使患者免受諸多痛苦，也可以大大減輕醫生的操作壓力。華科精準手術機器人自帶“導航系統”——隨著機械臂擺動，機器人的3D結構光可在1分鐘內掃描患者面部上百萬個點雲，機器人的手術軟體，融合了多模態影像處理技術、組織三維重建技術和高精度配準技術，可以快速將患者腦部精細的結構和手術工具位置資訊在顯示屏上直觀地呈現出來。經過系統精密的計算，提供最便捷、最安全的手術路徑和術中手術引導。這樣一來，“西瓜籽”在哪、怎樣取出“西瓜籽”，一目了然。

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作為本市醫藥健康産業發展的主陣地，大興生物醫藥産業基地積極引進人工智慧、大數據與醫藥健康交叉融合項目，持續推動生命健康産業前沿技術在園區落地生根。目前，園區“AI+醫療”項目初步聚集，已引入深度制耀、中科基因等AI人工智慧醫藥創新企業，打造生物樣本庫及生物資訊智算中心，將生物技術與人工智慧深度融合，以“政産學研醫”協同創新共建模式，打造AI生物醫藥優質項目服務和孵化平臺。

（記者 陳強）