“從現(xiàn)有入組的6名患者的試驗結(jié)果來看，虛擬患者對藥物的響應(yīng)結(jié)果與真實(shí)臨床試驗結(jié)果一致。”在日前舉行的中國（蘇州）創(chuàng)新藥物醫(yī)學(xué)大會“計算醫(yī)學(xué)”分論壇上，北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院藥物臨床試驗機(jī)構(gòu)辦公室主任江旻帶來的最新研究結(jié)果引發(fā)了不少參會者的興趣。
隨著生成式人工智能應(yīng)用加速，人工智能的仿真交互為科學(xué)發(fā)現(xiàn)提供更多新手段。2023年，為促進(jìn)人工智能與科學(xué)研究深度融合，“人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究”（AI for science）專項部署工作啟動。其中，藥物研發(fā)是部署工作的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。
“人體的藥物反應(yīng)是否也能通過數(shù)字孿生精準(zhǔn)呈現(xiàn)，這是我們需要求證的科學(xué)問題。”作為與北京大學(xué)共同開展“虛擬臨床試驗”研究的合作者，中科計算技術(shù)西部研究院研究員、圖靈·達(dá)爾文實(shí)驗室副主任趙宇表示，利用計算醫(yī)學(xué)技術(shù)建立起腫瘤患者的數(shù)字孿生和藥物模型，進(jìn)而開展醫(yī)藥創(chuàng)新研發(fā)相關(guān)基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用研究，是“人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究”重要發(fā)力方向之一。
彌補(bǔ)海量數(shù)據(jù)通讀難“短板”
“當(dāng)前醫(yī)藥領(lǐng)域的科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)量多、體量大，以狂犬病毒這一細(xì)分領(lǐng)域的研究為例，相關(guān)文獻(xiàn)可能高達(dá)數(shù)萬篇，一個研究人員可能需要數(shù)年才能實(shí)現(xiàn)通讀。”中科計算技術(shù)西部研究院研究員、圖靈·達(dá)爾文實(shí)驗室主任牛鋼表示，人工智能可以將這一耗時積累的過程大大壓縮，不僅裝載所有知識，還可以通過模型訓(xùn)練挖掘等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對相關(guān)知識的關(guān)聯(lián)分析，進(jìn)而助推醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域創(chuàng)新。
對于人工智能的助力，廣東省人民醫(yī)院乳腺科副主任醫(yī)師楊梅感受頗深。她于7年前開始與圖靈·達(dá)爾文實(shí)驗室計算醫(yī)學(xué)團(tuán)隊合作?；谟嬎汜t(yī)學(xué)的新技術(shù)體系，楊梅帶領(lǐng)團(tuán)隊提出胚系基因組病因?qū)W框架，以女性乳腺癌為具體研究對象，開展胚系基因組病因?qū)W臨床試驗；她開發(fā)了“胚系基因組霰彈槍的損傷評估”系統(tǒng)，大幅提高我國乳腺癌病因研究水平，為揭示國內(nèi)乳腺癌發(fā)病規(guī)律，探尋符合中國特征的乳腺癌預(yù)防和篩查策略提供了新路徑。
據(jù)悉，四川大學(xué)華西醫(yī)院已構(gòu)建起育齡期女性癲癇大知識庫與人工智能模型。四川大學(xué)華西醫(yī)院副院長陳蕾介紹，知識庫和人工智能模型的構(gòu)建一方面可用于指導(dǎo)臨床實(shí)踐，另一方面在發(fā)掘已有老藥在癲癇治療中潛在的新用途和新范圍、探索醫(yī)藥新機(jī)制等方面，為研究團(tuán)隊提供新手段、新思路。
克服臨床試驗周期長投資高“痛點(diǎn)”
“我們正利用計算機(jī)建模與仿真技術(shù)，開發(fā)患者特異性數(shù)字化模型，以形成虛擬患者組，用于測試新藥和新醫(yī)療設(shè)備的安全性、有效性。”中國藥品監(jiān)督管理研究會會長張偉認(rèn)為，隨著生物技術(shù)、信息技術(shù)的深度融合以及數(shù)據(jù)成本的不斷降低，未來的臨床試驗可能會部分依賴于虛擬病人“提供”的信息，實(shí)現(xiàn)用更小的樣本量驗證藥物的療效。
醫(yī)藥研發(fā)一直面臨臨床試驗周期長、投資高等“痛點(diǎn)”，創(chuàng)新藥物的研發(fā)往往需要?dú)v時數(shù)十年，投入數(shù)十億美元。
“虛擬臨床試驗可以為已上市藥物的臨床治療患者生成虛擬患者，模擬疾病進(jìn)展后不同用藥方案的治療效果，還可以為處在臨床試驗Ⅰ期、Ⅱ期藥物的受試者生成虛擬患者，預(yù)測患者療效等。”江旻介紹，這將大大縮短臨床試驗的周期并減少投入負(fù)擔(dān)，相關(guān)研究已得到北京自然科學(xué)基金、北京市科技計劃等項目的支持，但仍需要通過跨學(xué)科融合，加強(qiáng)數(shù)字孿生技術(shù)對人類疾病的“理解”，并將計算模型轉(zhuǎn)變?yōu)榕R床實(shí)用工具。
“從現(xiàn)有入組的6名患者的試驗結(jié)果來看，虛擬患者對藥物的響應(yīng)結(jié)果與真實(shí)臨床試驗結(jié)果一致。”在日前舉行的中國（蘇州）創(chuàng)新藥物醫(yī)學(xué)大會“計算醫(yī)學(xué)”分論壇上，北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院藥物臨床試驗機(jī)構(gòu)辦公室主任江旻帶來的最新研究結(jié)果引發(fā)了不少參會者的興趣。
隨著生成式人工智能應(yīng)用加速，人工智能的仿真交互為科學(xué)發(fā)現(xiàn)提供更多新手段。2023年，為促進(jìn)人工智能與科學(xué)研究深度融合，“人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究”（AI for science）專項部署工作啟動。其中，藥物研發(fā)是部署工作的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。
“人體的藥物反應(yīng)是否也能通過數(shù)字孿生精準(zhǔn)呈現(xiàn)，這是我們需要求證的科學(xué)問題。”作為與北京大學(xué)共同開展“虛擬臨床試驗”研究的合作者，中科計算技術(shù)西部研究院研究員、圖靈·達(dá)爾文實(shí)驗室副主任趙宇表示，利用計算醫(yī)學(xué)技術(shù)建立起腫瘤患者的數(shù)字孿生和藥物模型，進(jìn)而開展醫(yī)藥創(chuàng)新研發(fā)相關(guān)基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用研究，是“人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究”重要發(fā)力方向之一。
彌補(bǔ)海量數(shù)據(jù)通讀難“短板”
“當(dāng)前醫(yī)藥領(lǐng)域的科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)量多、體量大，以狂犬病毒這一細(xì)分領(lǐng)域的研究為例，相關(guān)文獻(xiàn)可能高達(dá)數(shù)萬篇，一個研究人員可能需要數(shù)年才能實(shí)現(xiàn)通讀。”中科計算技術(shù)西部研究院研究員、圖靈·達(dá)爾文實(shí)驗室主任牛鋼表示，人工智能可以將這一耗時積累的過程大大壓縮，不僅裝載所有知識，還可以通過模型訓(xùn)練挖掘等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對相關(guān)知識的關(guān)聯(lián)分析，進(jìn)而助推醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域創(chuàng)新。
對于人工智能的助力，廣東省人民醫(yī)院乳腺科副主任醫(yī)師楊梅感受頗深。她于7年前開始與圖靈·達(dá)爾文實(shí)驗室計算醫(yī)學(xué)團(tuán)隊合作。基于計算醫(yī)學(xué)的新技術(shù)體系，楊梅帶領(lǐng)團(tuán)隊提出胚系基因組病因?qū)W框架，以女性乳腺癌為具體研究對象，開展胚系基因組病因?qū)W臨床試驗；她開發(fā)了“胚系基因組霰彈槍的損傷評估”系統(tǒng)，大幅提高我國乳腺癌病因研究水平，為揭示國內(nèi)乳腺癌發(fā)病規(guī)律，探尋符合中國特征的乳腺癌預(yù)防和篩查策略提供了新路徑。
據(jù)悉，四川大學(xué)華西醫(yī)院已構(gòu)建起育齡期女性癲癇大知識庫與人工智能模型。四川大學(xué)華西醫(yī)院副院長陳蕾介紹，知識庫和人工智能模型的構(gòu)建一方面可用于指導(dǎo)臨床實(shí)踐，另一方面在發(fā)掘已有老藥在癲癇治療中潛在的新用途和新范圍、探索醫(yī)藥新機(jī)制等方面，為研究團(tuán)隊提供新手段、新思路。
克服臨床試驗周期長投資高“痛點(diǎn)”
“我們正利用計算機(jī)建模與仿真技術(shù)，開發(fā)患者特異性數(shù)字化模型，以形成虛擬患者組，用于測試新藥和新醫(yī)療設(shè)備的安全性、有效性。”中國藥品監(jiān)督管理研究會會長張偉認(rèn)為，隨著生物技術(shù)、信息技術(shù)的深度融合以及數(shù)據(jù)成本的不斷降低，未來的臨床試驗可能會部分依賴于虛擬病人“提供”的信息，實(shí)現(xiàn)用更小的樣本量驗證藥物的療效。
醫(yī)藥研發(fā)一直面臨臨床試驗周期長、投資高等“痛點(diǎn)”，創(chuàng)新藥物的研發(fā)往往需要?dú)v時數(shù)十年，投入數(shù)十億美元。
“虛擬臨床試驗可以為已上市藥物的臨床治療患者生成虛擬患者，模擬疾病進(jìn)展后不同用藥方案的治療效果，還可以為處在臨床試驗Ⅰ期、Ⅱ期藥物的受試者生成虛擬患者，預(yù)測患者療效等。”江旻介紹，這將大大縮短臨床試驗的周期并減少投入負(fù)擔(dān)，相關(guān)研究已得到北京自然科學(xué)基金、北京市科技計劃等項目的支持，但仍需要通過跨學(xué)科融合，加強(qiáng)數(shù)字孿生技術(shù)對人類疾病的“理解”，并將計算模型轉(zhuǎn)變?yōu)榕R床實(shí)用工具。
本文鏈接：AI讓虛擬臨床試驗走進(jìn)現(xiàn)實(shí)http://www.sq15.cn/show-2-4412-0.html
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