说说：生命科学创新智变，驱动药物研发新常态

liukai · 发表于 2023-12-20 17:03:16

　　近年来，云计算等数字创新技术蓬勃发展，生成式人工智能（包括ChatGPT）也引爆了全球关于人工智能的畅想。在国家落实以高质量发展为首要任务的新时代背景下，数字经济已成为助推中国经济发展的强劲动力。2023年2月，中共中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》，被业界评价为“数字挂帅时代的来临”。聚焦新药研发领域，国家也正积极推进人工智能的高水平应用。2022年7月，科技部等六部门发布《关于加快场景创新以人工智能高水平应用促进经济高质量发展的指导意见》的通知，提出充分发挥人工智能技术在文献数据获取、实验预测、结果分析等方面作用，重点围绕新药创制等领域打造人工智能技术应用场景。分子模拟https://www.neotrident.com/创腾科技专注于生命科学和材料科学信息化解决方案20余年，已助力国内千余家研发机构/企业提效降本、提升合规水平。我们为用户提供ELN电子实验记录本在内的实验过程管理、研发数据挖掘与深度利用、分子模拟与人工智能AI建模的一站式、多场景数字化智能化解决方案。

　　政策鼓励下，越来越多生命科学行业的企业把目光聚焦到了人工智能和数字化创新科技，人工智能、数字创新技术等的兴起也为生命科学行业的一次“智变”提供了历史机遇。

　　AI赋能，虚拟孪生开辟生命科学“智变”

　　2020年，达索系统提出“虚拟孪生”的概念。它不仅仅是对现实世界实体的数字表达，还包含了数字化对象经过设计、仿真、验证的演进历史。现如今，“虚拟孪生”的概念也被广泛应用于生命科学行业中，覆盖从分子合成等研发流程，到CMC（药品的化学、制造和控制）到临床试验，乃至生产、上市等的新药研发全流程。

　　基于患者的虚拟孪生其实早有应用。早在2016年，达索系统LivingHeart虚拟心脏技术便被应用在中国医学科学院阜外医院心脏内科中，通过模拟人体心脏帮助医生在特殊心脏病病人手术前做测试与布局。除了对患者人体的模拟，患者的虚拟孪生也被应用于应对罕见病或严重疾病临床试验缺少随机对照组的情况。达索系统MedidataAI合成对照组解决方案能够通过大数据、人工智能的方法形成数据对照组，并依托Medidata历史临床试验数据合成外部对照组，帮助解决临床试验患者招募等难题。早在2021年，美国食品和药物管理局(FDA)就批准将此解决方案用于一项复发性胶质母细胞瘤(rGBM)III 期注册试验。

　　虚拟孪生在药物早期发现阶段也早有应用。在药物发现阶段，研发人员需要在上万个分子中筛选出最理想的药物分子。而依托药物分子数据库以及对药性的要求，大数据能够帮助搭建出理想的分子架构，也帮助研究人员了解分子及其应对病毒时的稳定性。2021年，达索系统BIOVIA及其学术合作伙伴巴黎大学的研究人员为更好地设计疫苗并预测不同变体的影响，利用达索系统BIOVIADiscoveryStudio更深入地了解了刺突蛋白结构数据的信息。研究人员从接受治疗的新冠患者身上提取抗体，对抗体进行测序，并使用BIOVIADiscovery Studio构建抗体的三维模型，最终研究抗体是否将与刺突蛋白相结合、中和。BIOVIADiscovery Studio通过建模研究蛋白的三维结构，让蛋白质结构重现生机。

　　此外，在生产过程中，还有包括像制药工艺，流水线，物流，质量管理等方向的工厂生产虚拟孪生。2020年，达索系统SIMULIA利用气流、暖通的仿真模拟技术帮助武汉雷神山病房设计暖通系统被中央电视台新闻联播报道，为避免病房之间病毒传播，以及周围城市居民之间病毒的传播做出贡献。

　　“虚拟孪生”紧贴国家产业数字化的发展课题，落实到生命科学行业，可以看到虚拟孪生是突破新药创制瓶颈的“利器”之一。

　　加速实验室流程，统一数字平台助力药物发现数据管理

　　实验室是生命科学领域药物研发的重要阵地。实验室工作流程的统一数字化将最大限度地减少工作量，允许药物研发人员投入更多时间于数字工具解读的关键洞察，从而做出明智决策。

　　实验室的日常工作流程包含各级管理和规划过程。然而，研究数据表明，研究人员在日常工作当中，只有23%的时间是真正用在实验操作中，而其余时间会花费在会议、分析数据、记录实验、书写报告、计划实验等流程中。另外，传统实验室运营中，数据分散、且基于纸张的流程容易出错，会导致研究效率低下以及合规风险。多方参与的情况下，往往还会导致工作流之间无法互联，为数据准确性带来隐患。

　　BIOVIA ONELab解决方案基于统一的一体化平台，能够支持ELN、LIMS、LES、库存管理和仪器管理等多种解决方案的集成，最大限度地优化流程。通过统一平台管理多个过程和检查点，其不仅能改善数据分析，还能更好地把实验室信息集中起来，让信息之间良好交互。通过大平台打通数据，研究人员能够在多个层级上建立信息流，通过任务分配和执行实现更为便利的追踪，减少重复工作，减少交流失误。

　　实验室每天都在产出大量数据。越来越多药企要求基于这些数据做进一步的分析和挖掘。通过BIOVIAONELab已有的数据挖掘工具和分析工具，能够把不同业务单元中的数据整合起来，通过建模、人工智能等方式帮研究人员生成更多洞察，辅助做出明确的决策。

　　BIOVIA ONELab解决方案是一个统一集成的平台。如果把它看成一套手机操作系统，那么其中的解决方案就是各个功能对应的模块。其从物料设备、仪器设备，再到最终数据处理都有单独的模块，可针对实际需求选用。比如，如果针对研发实验室，只需要在平台上把BIOVIAWorkbook和注册系统搭建起来。如果涉及到分析的运用，则会涉及到分析方法的编辑和执行方面的系统。

　　数据统计，BIOVIA的客户们已经通过精简工作流程实现了高达35%的效率提升。换言之，BIOVIAONE Lab解决方案能够显著提升产品研发中实验室数据和程序的效率、准确性和可靠性，成为生命科学组织加速新疗法上市的有力支持。

　　抓时代机遇，赋能生命科学数智升级

　　随着生命科学行业竞争不断加剧，国内外药企或丰富药品管线，或转而瞄准精准医疗的缺口发力，期以找到突破口，进而从激烈的竞争中脱颖而出。面对高风险、高投入、周期长这“三座大山”，能够在“千军万马过独木桥”的新药研发过程中加快研发效率及数据洞察，同时满足与时俱进的监管法规，将成为一众药企、CRO以及CDMO等的核心竞争优势，而人工智能及数字化工具将在其中发挥巨大支持作用。

　　从药物发现，到开发、生产和质控转型，达索系统BIOVIA致力于提供覆盖药物全生命周期的数智创新解决方案，与Medidata等品牌一起共同为生命科学行业提供数字化解决方案，赋能生命科学行业数智化转型中的突破创新，助力“数智升级”。

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