评估一个分子结构能否成药,腾讯量子实验室目前能够预测大约50个指标
发布日期:2021-05-11
来源:上观新闻
“在制药领域有个法则叫Erooms Law,就是把Moores Law(摩尔定律)反着写,尽管技术在日新月异发展,但制药成本却在持续增加,几乎每隔9年就翻一倍。”腾讯量子实验室理论组负责人谢昌谕,日前在2021 AI芯片+大数据国际高峰论坛上说,药物研发不仅成本投入大,周期超过10年,失败率更是高达90%,因此迫切需要新技术来改善各个研发环节。
作为腾讯科技实验室矩阵的重要组成部分,腾讯量子实验室近年来一直聚焦药物研发。一般而言,在药物研发的整个过程中,前期3-6年是关键时期,即进行靶点验证和靶点选择,找出先导化合物,再筛出备选化合物。“量子计算+AI的优势在于,通过模拟和计算,在这一关键时期发挥作用,缩短时间,不至于到后期才发现海量成本的投入是没有意义的。”
比如,经典的分子成药性评估,主要是看其对人体是否有毒,一般是借助专家知识以及人为设计的规则,来定义分子的特征,从而应用经典的分类器来实现成药性的估计,包括血脑屏障预测、肠吸收预测、呼吸道毒性预测等,耗时较长。
而通过人工智能深度学习的分子成药性预测算法,则减少了人为设计的工作,根据训练任务,自动完成从分子结构到特征向量的抽取工作。“但一般药学数据制备成本昂贵,数据量普遍稀少,且数据污染可能较为严重。”谢昌谕说,他们正在探索有效的方式将深度学习与专家知识相结合,通过与高校合作,取得了宝贵的数据,目前能够预测大约50个指标。
当下,药物设计面临着很大的挑战,即在寻找特定疾病的匹配药物时,可选择的有机小分子约10的20次方至10的60次方之多,这一高精度算法的资源消耗非常大。而且,就算是结构极为相似的化合物,也有着较大的活性差异。
面对这一挑战,腾讯量子实验室正在腾讯云上研发计算软件和平台,拟开发新量子组合算法和量子AI算法,希望建立一个化学、制药、材料等相关领域的生态系统。(记者 黄海华) |
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