来源:转载赛柏蓝 | 发表时间:2024-05-30
人工智能正在往各行各业渗透,中医药领域也迎来了自己的超级“大脑”。
中药创新痛点、难点亟待破局
中医药行业迎来“超级大脑”
自从2018年以来,人工智能开始往多个行业渗透,现今,渗透的速度越来越快。人工智能如何应用到核心业务中?人工智能如何解放企业生产力?针对这些问题越来越多的企业开始思考,中药企业也不例外。
5月9日,在天津天士力举办了一场不同寻常的会议——数智赋能大健康产业新质生产力暨第四届中医药国际发展大会,在会议上,中医药行业的“超级大脑”“数智本草”大模型发布。
早在2022年11月,国家中医药管理局印发《“十四五”中医药信息化发展规划》提出,加快中医药关键数字技术攻关,方向之一即针对制约发展的关键问题,依托高水平研究机构、高等院校、中医医院以及中药创新企业,开展政产学研用协同创新,鼓励和支持智能中医设备研发及应用。
中药创新的痛点、难点也期待着全新的解决办法。
一方面,近年来中药新药获批品种数、申报上市品种数及申报临床品种数均呈逐年递增态势,尤其是2020年新版中药注册管理办法实施后,中药1类新药的申报呈现井喷态势;
另一方面,与化学药、生物药相比,中药新药研发难度更大,因为其物质基础及药理机制更为复杂,对其安全性、有效性等方面的研究,需要新方法新技术。
长久以来,中药面临着原料质量波动大、物质组成复杂、毒副作用认识不足、作用机制不清等问题,现代中药产业的发展依旧存在瓶颈。
同时,由于中药缺乏符合中医药特色的临床证据与科学验证,也制约了自身的临床应用与推广。
随着大数据、云计算等人工智能技术的迅猛发展,中医药行业发展也迎来了新的引擎-“数智化”。
坐拥海量数据的“数智本草”
全球首个中药研发多模态大模型
这次会上发布的“数智本草”大模型是基于华为澎湃算力与向量库等先进工具,由天士力与华为云在华为盘古大语言模型和盘古药物分子大模型的基础上联合开发的中医药语言大模型和计算大模型,这也是全球首个数智中药研发大模型。
目前的“数智本草”大模型1.0版本,通过智能问答,报告生成以及交互计算三种模式,推进中药复方、药材、成分从筛选、优化到临床等全研发链条的证据挖掘、辅助决策及效能提升。
相比于传统模式,“数智本草”大模型将使用户直接面对中医药研发的核心问题。
1)智能问答。用户只需要把问题提交给问答系统,即可获取想要的答案。进一步的,通过优化问题,以及选择合适的资源库,可以获取更精准的答案。
2)交互式计算。用户在智能问答对话框,输入想要做的分析工作,进行简单的选项配置,即可获得分析结果。
3)报告生成。用户对指定的方剂、疾病、中成药,只需要提供相关的必要信息,也可以添加个人知识库信息,即可生成相应的报告文档。让用户在短时间内360度了解相关药物和疾病。
目前“数智本草”大模型集守正(1000+古籍及翻译,9万+方剂,4万+中成药信息等)、创新(4千万+文献摘要,3百万+天然产物,2万+靶基因通路信息等)、产业化(10万+临床方案,16万+中药专利以及药典政策指南等)三大类海量数据于一身,相比其他中医药大模型有更加全面的全产业链数据。
比如,“数智本草”语言大模型,拥有380亿参数量,基于中医药海量文本数据预训练,结合向量库检索强化,以及中药研发多场景的微调,能够更好地帮助研究者完成中医药理论证据的挖掘和总结;
“数智本草”计算大模型,基于数十亿分子结构的预训练,使用350万特有的天然产物分子数据微调,能够更精准地执行“表征天然产物分子、提高下游属性预测”等计算任务,并可结合相应算法快捷实现药材与复方的筛选和优化。
“数智本草”大模型紧紧围绕中药研发全流程对信息提取、文档撰写和数据分析的需求而开发,有望大幅度提升天士力中药研发效率,加快创新药的上市速度,实现数智中药研发升级。
但是,“数智本草”大模型的应用还不止于此。数智本草”大模型还可以拓展对医药营销、专病开方等场景的赋能,赋能医生和药店店员,为市场带来更多的选择和价值。
现代中药创制全国重点实验室常务副主任、天士力医药集团董事长闫凯境博士指出,通过建设中医药“数智本草”大模型的智能一体化平台,希望打造“数智中药”资源、研发、制造、供应、临床应用、消费者认知新范式,实现中药产业全链条飞跃性转型升级,助力中药研发进入数智中药时代,推动中药现代化和国际化进程。
从现代跨越到未来
数智中药是明确方向
什么是数智中药?
数智中药以人工智能等颠覆性科学技术为突破,创新性配置包含中医药海量数据的新型生产要素,结合云计算、大模型等新型技术手段,通过中药产品的组方配伍数智化、物质基础数智化、量时毒效数智化、生产质控数智化、临床应用数智化、消费认知数智化,引领现代中药达到用药精准、生产精智、疗效精确的新高度。
以“六化三精”为核心内涵的数智中药,已成为天士力现代中药走向未来的明确方向。
在数智中药的发展过程中,逐步形成了3条关键路径:
一是以多维度多模态数智中药研发技术深刻解析药物与疾病特征的路径;二是以智能制造技术保障中药产品质量精准控制、高效、绿色、可持续发展的路径;三是以智慧中医大脑高效赋能数智中药个体化精准服务的路径。
数智中药全链条覆盖研发、制造、诊疗。
天士力基于这3条关键路径,全力打造“星斗云”中医药特色数智平台,在中药作用机理解析、疾病机制解析和指导中药新品种开发中发挥重要作用;创建“以质量数字化为核心的中药智能制造技术体系”,科技成果经鉴定达到国际领先水平,并获2022年天津市科学技术进步特等奖。
数智中药研发的关键内容是“说理”和“寻药”,融汇传统中医药理论与现代医学、系统生物学等多个学科。近年来,天士力利用AI赋能中药“说理、寻药”,通过“从方到病、从病到方”两大路径,全力打造“数智中药”研发新范式。
“从方到病”
天士力在多年研发实践中,积累海量的中医药数据,自主研发创建“星斗云”系统,能基于已有的方剂、已上市的产品,运用知识图谱等技术,针对“方”形成“药效组分”-“作用靶点”–“基因网络”的中药数字化解析方法。
“从病到方”
天士力与华为共建推出的“数智本草”大模型,是对已有“星斗云”系统的升级迭代,助力中药创新研发。
一方面基于华为的语言大模型为解析中医药提供更好的工具。另一方面基于华为的盘古分子大模型,能够帮助天士力将多年积累的将近350万个的天然药物分子的数据,形成专属的天然药物模型,并为打造复方药物模型提供一种可能——这是天士力与华为共建大模型在药物研发方面的助力,为实现“数智中药”的发展蓝图提供了方法与路径,进一步结合病证基因网络的分析,重新进行中医药组方,真正打造“从病到方”。
数智中药将突破传统中药毒副作用模糊不清、药材质控经验化(人工筛选、以形定质)、生产质控凭借形、性、味判断,无精确标准等局限性,实现毒副作用清晰可知、精准可控;药材质控智能鉴别、全程追溯;并基于物质基础、量效关系、靶点网络、患者需求精准使用药物。
随着数智中药的发展,基于精准、透彻的中药物质基础解析,将促使中药回归安全、有效、质量可控的药物本质。
同时,数智中药的长足发展将带动中医现代化的进程,促进传统中医与现代科技相结合、加速中医理论现代化及多学科交叉融合、精准且量化早期和预后的中医诊断、指导科学严谨地设计临床试验,合理选择临床替代指标、推动中医服务模式持续优化,以期提升中医药行业的现代化水平,加速数字化转型,实现中西医并重、中西药并用。
最终,数智中药的物质靶点网络结合中医辩证施治网络和人体基因网络,实现 “药—证—病”三网融合;突破传统中药的经验模式,实现数据+机理驱动、精准导向、源头设计、智能制造,最终基于患者基因表达模式和 “药—证—病”网络特征,精准回归个体化治疗。