清華大學兩院士團隊聯(lián)手攻堅中醫(yī)藥大模型

       從ChatGPT到Sora，從Kimi到Suno……一次次驚艷亮相，使人工智能（AI）大模型這把“火”越燒越旺。人工智能以一種直觀體驗，浸入到了生活的方方面面，讓人真切感觸到AI已從一個流行詞變成了實實在在的新質(zhì)生產(chǎn)力，引領(lǐng)著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革。

       中華民族千年文化瑰寶中醫(yī)藥，也在“人工智能+”的嵌入下，從中醫(yī)診斷、新藥發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)挖掘等多個環(huán)節(jié)，標注出了發(fā)展的新刻度。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2023年年底，隨著技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和市場需求的擴大，投身“人工智能+中醫(yī)藥”的企業(yè)數(shù)量已超百家。

       最新消息是，近日，同出自清華大學孵化成果的博奧晶方和水木分子宣布，雙方將基于在中醫(yī)藥原創(chuàng)研發(fā)數(shù)據(jù)積累、大模型創(chuàng)新算法開發(fā)方面的資源優(yōu)勢，重點聚焦中醫(yī)藥AI大模型共建、中藥研發(fā)新模式探索以及交叉創(chuàng)新人才培養(yǎng)等領(lǐng)域開展深度合作。

       01

       AI將是未來中醫(yī)藥發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)

       AI輔助賦能新藥研發(fā)，一直被認為是醫(yī)療AI中頗有發(fā)展前景的細分領(lǐng)域，有數(shù)據(jù)顯示，全球已經(jīng)有700多家AI智藥企業(yè)，共有幾十款A(yù)I藥物進入臨床試驗階段。

       從“人工智能+中醫(yī)藥”不斷升溫的態(tài)勢來說，不僅是因為強強聯(lián)合下展現(xiàn)出的巨大潛力，更是契合當前全球AI技術(shù)競爭的邏輯變化——向應(yīng)用、生態(tài)層面延伸，向千行百業(yè)“下探”。

       數(shù)據(jù)是人工智能大模型變得“聰明”的關(guān)鍵，而中醫(yī)藥幾千年積累的知識寶庫正是最優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)資源。然而中醫(yī)藥面臨作用原理說不明白、講不清楚的“黑箱”問題，如何在中醫(yī)理論經(jīng)驗基礎(chǔ)上，進一步用現(xiàn)代科學方法解析中醫(yī)藥的作用原理，優(yōu)化提高中醫(yī)藥臨床療效，是中醫(yī)藥現(xiàn)代化過程中的主要任務(wù)。

       值得注意的是，國際醫(yī)藥界正利用其資金、技術(shù)、人才等優(yōu)勢，布局中醫(yī)藥研究，開發(fā)高附加值產(chǎn)品。例如，瑞士的羅氏制藥以八角茴香中藥作為原料生產(chǎn)磷酸奧司他韋，從1公斤八角茴香到生產(chǎn)“達菲”，附加值躍升逾1100倍。中國傳統(tǒng)中藥冬蟲夏草，瑞士諾華制藥將其開發(fā)為每盒價格達1萬元人民幣的芬戈莫德。另據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國90%以上的原創(chuàng)藥物來自國外，90%以上的藥品標準來自國外，一旦遭遇極端情況，醫(yī)療領(lǐng)域?qū)⒚媾R巨大問題。

       中國工程院院士、清華大學生物醫(yī)學工程學院講席教授程京表示：“在今年全國兩會上，我建議要盡快設(shè)立重大專項，尤其是基于北京市在AI和中醫(yī)藥領(lǐng)域的資源優(yōu)勢，支持大學和企業(yè)聯(lián)合開展‘用顛覆性技術(shù)構(gòu)建中醫(yī)藥AI大模型’重大系統(tǒng)化工程，守住中國人生命健康紅線。”

       “正是基于對共建中醫(yī)藥AI大模型迫切性認識的高度一致，我們和水木分子的合作幾乎是一拍即合。”博奧晶方董事長楊越說道。

       02

       搶占中醫(yī)藥AI大模型高地

       雖然博奧晶方和水木分子成立時間都不長，但作為同出于清華大學孵化成果的兩支團隊在各自領(lǐng)域可謂出道即巔峰。

       2021年，為了推動程京院士建立的分子本草技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，博奧晶方應(yīng)運而生。通過這項首 創(chuàng)的基于分子信號通路的中藥高通量篩選與智能組方技術(shù)，博奧晶方實現(xiàn)了中醫(yī)藥理論體系形成符合現(xiàn)代科學慣例的數(shù)據(jù)化表達方式，從而為破解中醫(yī)藥面臨的現(xiàn)代化與傳統(tǒng)之間的系統(tǒng)性挑戰(zhàn)蹚出了一條有效路徑。

       目前，博奧晶方已形成了獨有的世界超大規(guī)模中藥分子功能實驗數(shù)據(jù)庫和全景化疾病通路數(shù)據(jù)庫，檢測了1200多種中藥和食品提取物對人體10大系統(tǒng)疾病細胞模型作用的10億級真實基因表達數(shù)據(jù)，涵蓋3000萬條藥物功能核心信號通路數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)庫將進一步擴充海洋藥物種類，以及更多的細胞模型種類例如干細胞數(shù)據(jù)。

       “大模型的出現(xiàn)可能會加劇全球范圍內(nèi)的知識壟斷，放大創(chuàng)新藥研發(fā)的國家間差距。所以我們與水木分子的合作，就是希望能夠借助其在人工智能和生物醫(yī)藥大模型領(lǐng)域的研究和開發(fā)經(jīng)驗，通過共建中醫(yī)藥AI大模型，加速激活博奧晶方在中醫(yī)藥領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)資源，為中醫(yī)藥的個性化診療、創(chuàng)新藥開發(fā)打造一款得力的智能助手。”楊越說道。

       據(jù)了解，作為清華系大模型創(chuàng)業(yè)公司，水木分子由中國工程院院士張亞勤創(chuàng)辦的清華大學智能產(chǎn)業(yè)院（AIR）孵化成立，清華大學國強教授、AIR首席研究員聶再清擔任首席科學家。水木分子致力于打造生物醫(yī)藥行業(yè)的基礎(chǔ)大模型及新一代對話式藥物研發(fā)助手ChatDD。ChatDD 基于水木分子千億參數(shù)多模態(tài)生物醫(yī)藥對話大模型底座 ChatDD-FM，具備專業(yè)知識力、認知探索力和工具調(diào)用能力。作為生物醫(yī)藥研發(fā)助手Copilot可以服務(wù)醫(yī)藥研發(fā)全流程場景，從立項調(diào)研，早期藥物發(fā)現(xiàn)，臨床前研究到臨床試驗、藥物重定位等各環(huán)節(jié)。

       “水木分子的ChatDD基礎(chǔ)大模型與博奧晶方在中醫(yī)藥現(xiàn)代化研發(fā)領(lǐng)域?qū)㈤_展深度合作。ChatDD模型的先進算法和數(shù)據(jù)處理能力，結(jié)合博奧晶方在中醫(yī)藥研究方面的專業(yè)積累與高通量試驗平臺，將共同推動中醫(yī)藥研究向精準醫(yī)療邁進。這一合作將不僅是技術(shù)與知識的結(jié)合，更是對未來醫(yī)療健康領(lǐng)域的一次大膽探索。”聶再清表示。

       03

       “單點擊穿”從探索中醫(yī)藥研發(fā)新模式開始

       面對中醫(yī)藥的博大 精深，“人工智能+中醫(yī)藥”的前景充滿了想象，但對于博奧晶方和水木分子來說，摒棄泛泛而談，在探索中醫(yī)藥研發(fā)新模式上追求“單點擊穿”更顯合作的務(wù)實。

       在水木分子看來，藥物研發(fā)具有長周期、高成本和高風險特點，從藥物的發(fā)現(xiàn)、臨床前研究、臨床試驗到最終的藥物審批，每一個階段都充滿了挑戰(zhàn)和不確定性。藥物研發(fā)的“雙十定律”顯示：成功研發(fā)一款新藥，通常需要超過10年的時間和10億美元的成本。而利用AI技術(shù)加以輔助，時間和資金成本將會大幅降低。耗時從“年”到“月”，投入成本也將倍數(shù)下降。

       目前全球范圍內(nèi)還未有AI開發(fā)的藥物能夠成功穿越Ⅱ期臨床試驗的“死亡之谷”。據(jù)不完全統(tǒng)計，2023年全球至少有6條已進入臨床階段的AI藥物管線停止研發(fā)，且都倒在了關(guān)鍵性Ⅱ期臨床。

       “在我們看來，這可能是因為目前可供AI訓練的生命信息數(shù)據(jù)還不夠多，理解還不夠聰明導致的。”水木分子聯(lián)合創(chuàng)始人、首席技術(shù)官喬木博士表示，“我們對博奧晶方的分子本草技術(shù)，在中藥組方篩選、組方優(yōu)化、功效成分篩選、復方功效評價、適應(yīng)證預(yù)測、聯(lián)合用藥預(yù)測等方面的獨特優(yōu)勢充滿信心。這次合作將有望推動中醫(yī)藥研究進入數(shù)據(jù)驅(qū)動、大模型賦能的新范式，為中醫(yī)藥研發(fā)提供更加科學、精準的方案，甚至在合作中我們看到了反向推動人工智能創(chuàng)新模型范式發(fā)展與建立的可能。”

       在創(chuàng)新藥物開發(fā)中，第一步也是最重要的一步是確定與疾病病理生理學有關(guān)的適當靶標，疾病靶標發(fā)現(xiàn)是藥物開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。此次雙方合作的“單點擊穿”則是疾病信號通路靶標挖掘過程，通過人工智能對生命語言的理解，提高在藥物靶標發(fā)現(xiàn)過程的效率和準確性。

       不難看出，在務(wù)實的合作背后，水木分子也滿懷雄心。水木分子聯(lián)席首席科學家李秀艷博士表示：“就像當年云計算一樣，中國的技術(shù)優(yōu)勢在應(yīng)用。很多技術(shù)我們能實現(xiàn)領(lǐng)先，不是靠技術(shù)的先進性、先行性，而是靠我們巨大市場形成的應(yīng)用能力，然后反哺、積累我們在特定應(yīng)用下的技術(shù)，最終實現(xiàn)反超。”

       “不過，當前最讓我們感到‘卡脖子’的問題是交叉創(chuàng)新的人才。”楊越表示，博奧晶方和水木分子在各自領(lǐng)域上具備優(yōu)秀的人才優(yōu)勢，但隨著雙方接觸的不斷深入，“中醫(yī)藥+人工智能”的交叉創(chuàng)新人才需求迫切。“這同樣是整個行業(yè)的共性問題。”

       為此，在博奧晶方和水木分子的合作中，共建中醫(yī)藥+人工智能交叉創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地被列在了合作協(xié)議內(nèi)容中。雙方將基于此次匯聚了行業(yè)頂 尖算法、醫(yī)藥、工程人才的團隊合作，并通過共建博士后科研工作站等多種形式，培養(yǎng)更多“中醫(yī)藥+人工智能”領(lǐng)域交叉創(chuàng)新人才，惠及整個賽道。