综述:人工智能对药物研发的变革性影响:重塑医药行业的医疗健康与药物发现

【字体: 时间:2025年08月16日 来源:Current Forensic Science

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  这篇综述系统阐述了人工智能(AI)如何通过机器学习(ML)算法革新药物发现(drug discovery)和递送(drug delivery)领域。文章重点解析了AI在加速化合物筛选、优化药代动力学(PK/PD)参数、推动药物重定位(drug repurposing)等方面的突破性应用,强调其通过数字化手段提升精准医疗(precision medicine)水平,同时探讨了AI替代人力与行业监管等现实挑战。

  

Abstract

人工智能(AI)正以前所未有的深度重塑制药行业的研发范式。在药物发现(drug discovery)领域,基于机器学习(ML)的算法能够快速解析海量生物化学数据集,其筛选先导化合物的准确度已超越传统方法。深度学习模型通过预测化合物构效关系(SAR),显著提升临床前研究的效率,其中生成对抗网络(GAN)在分子设计中的应用尤为突出。更值得注意的是,AI驱动的药物重定位(drug repurposing)策略通过挖掘现有药物的多靶点特性,平均缩短30%的研发周期。

AI驱动的递送系统优化

在药物递送(drug delivery)方面,强化学习算法通过模拟生理环境,精准预测纳米载体(nanocarrier)的体内分布特征。卷积神经网络(CNN)可解析药物溶出曲线,优化缓释制剂的释放动力学(release kinetics)。特别在肿瘤靶向治疗中,AI模型整合了肿瘤微环境(TME)参数与载体表面修饰数据,使递送精度提升至亚毫米级。

挑战与展望

尽管AI显著提升了研发效率,其面临的监管科学(regulatory science)框架尚未完善。当前算法在预测药物-药物相互作用(DDI)时仍存在约15%的假阳性率。未来需要建立标准化的验证数据集,并开发可解释AI(XAI)模型以满足合规要求。值得注意的是,AI并非替代科研人员,而是通过人机协作(human-in-the-loop)模式释放创新潜力,这种协同效应在个性化疫苗设计中已初见成效。

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