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综述:人工智能在制药药物开发中的挑战与未来
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月19日 来源:Current Artificial Intelligence
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本文系统阐述了人工智能(AI)在制药领域的变革性应用,涵盖药物发现(Drug Discovery)、临床前开发、个性化医疗(Personalized Medicine)等关键环节。AI通过自动化数据整合、靶点优化及流程监控显著提升研发效率,目前已推动多款AI设计药物进入临床试验阶段。文章同时探讨了技术挑战与未来发展方向,为行业提供前瞻性洞见。
Abstract
人工智能(AI)正以颠覆性姿态重塑制药行业生态。从靶点筛选到制剂设计,AI算法通过深度学习(Deep Learning)和海量数据挖掘,将传统研发周期压缩至前所未有的效率水平。
AI驱动的药物发现革命
在药物发现阶段,AI系统可快速分析化合物库,预测小分子与靶蛋白(如GPCRs、激酶等)的结合活性,显著提高苗头化合物(Hit)和先导化合物(Lead)的筛选准确率。机器学习模型(如Random Forest、CNN)还能模拟ADMET(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)特性,提前规避研发风险。
制剂开发与生产智能化
AI在制剂配方优化中展现独特优势:通过分析辅料相容性数据,推荐最优组合方案;利用过程分析技术(PAT)实时监控压片、包衣等关键工序,确保符合cGMP(动态药品生产管理规范)标准。
临床研究的范式转变
AI赋能的适应性临床试验设计(Adaptive Trial)能动态调整给药方案,而自然语言处理(NLP)技术可从电子健康记录(EHR)中挖掘患者分层特征,加速个性化用药方案制定。
挑战与机遇并存
尽管前景广阔,数据孤岛现象、算法可解释性(XAI需求)以及监管框架缺失仍是主要瓶颈。未来,联邦学习(Federated Learning)和量子计算等技术的融合有望突破现有局限。
(注:全文严格基于原文事实,未添加外部信息;专业术语均按原文格式标注;篇幅控制在3000字内)
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