综述:人工智能在药物发现中的进展:一项全面综述

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Current Artificial Intelligence

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  这篇综述深入探讨了人工智能(AI)如何革新药物发现领域,涵盖靶点识别(target identification)、分子分析(molecular analysis)、化合物筛选(compound screening)等关键环节。通过机器学习(ML)算法分析海量数据,AI显著提升了药代动力学(pharmacokinetics)和毒性预测效率,同时加速了新型候选药物的设计与合成。尽管面临数据质量、模型可解释性及伦理挑战,AI仍展现出推动医药行业变革的巨大潜力。

  

Abstract
传统药物发现过程以耗时、昂贵和高失败率著称,而人工智能(AI)的崛起正重塑这一领域。本综述系统解析了AI在靶点识别(target identification)、分子分析(molecular analysis)及候选化合物优化中的突破性应用。例如,机器学习(ML)模型通过分析超大规模数据集,可精准预测化合物的药代动力学(pharmacokinetic)特性(如吸收和清除率)与潜在毒性,大幅降低后期开发风险。

AI驱动的化学空间探索
AI技术如生成对抗网络(GANs)和强化学习(RL)突破了传统化学库的限制,能够高效设计具有特定生物活性的新型分子结构。例如,AlphaFold2的蛋白质结构预测能力为靶点验证提供了革命性工具,而transformer模型(如ChemBERTa)则加速了虚拟化合物筛选流程。

挑战与伦理平衡
尽管AI成效显著,数据偏差(data bias)和“黑箱”模型(black-box models)的不可解释性仍是关键瓶颈。此外,知识产权归属与患者隐私保护(如GDPR合规性)引发广泛讨论。未来需建立跨学科协作框架,确保AI在药物发现中的负责任(responsible AI)应用。

展望
AI与自动化实验平台(如机器人合成系统)的融合,正推动药物发现向“数字化实验室”转型。从抗肿瘤药物到罕见病疗法,AI有望缩短50%以上的研发周期,为全球健康危机提供更敏捷的解决方案。

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