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華為云發(fā)布盤古藥物分子大模型,開啟AI藥物研發(fā)新模式

2021-09-23 17:48
來源: 粵訊

【中國,深圳,2021年9月23日】今日,主題為“深耕數(shù)字化”的華為全聯(lián)接2021隆重開幕。華為高級副總裁、華為云CEO、消費(fèi)者云服務(wù)總裁張平安發(fā)表“深耕數(shù)字化,一切皆服務(wù)”主題演講,并重磅發(fā)布了華為云盤古藥物分子大模型。

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華為高級副總裁、華為云CEO、消費(fèi)者云服務(wù)總裁張平安發(fā)布華為云盤古藥物分子大模型

今年4月,華為云發(fā)布了盤古系列預(yù)訓(xùn)練大模型,包括自然語言處理(NLP)大模型、計(jì)算機(jī)視覺(CV)大模型、多模態(tài)大模型和科學(xué)計(jì)算大模型。華為云盤古藥物分子大模型是“盤古家族”的新成員,是專門面向藥物研發(fā)領(lǐng)域推出的預(yù)訓(xùn)練大模型,旨在幫助醫(yī)藥公司開啟AI輔助藥物研發(fā)的新模式。

一款創(chuàng)新藥從研發(fā)到上市,平均成本超過10億美元、研發(fā)周期大于10年——這是醫(yī)藥界公認(rèn)的“雙10定律”。同時(shí),藥物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)烈依賴專家經(jīng)驗(yàn)、新藥篩選失敗率高,如何通過大數(shù)據(jù)、人工智能等科學(xué)技術(shù)加速新藥研發(fā)進(jìn)程、平衡研發(fā)投入與成果產(chǎn)出之間的關(guān)系,成為了醫(yī)藥公司在數(shù)字化改革道路上的重點(diǎn)之一。

針對上述難題,華為云深度聯(lián)合中國科學(xué)院上海藥物研究所,共同訓(xùn)練了華為云盤古藥物分子大模型,賦能全流程的AI藥物設(shè)計(jì)。依托華為云一站式醫(yī)療研發(fā)平臺EIHealth,盤古藥物分子大模型學(xué)習(xí)了17億個(gè)藥物分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)。在藥物生成方面,實(shí)現(xiàn)了對小分子化合物的獨(dú)特信息的深度表征、對靶點(diǎn)蛋白質(zhì)的計(jì)算與匹配,以及對新分子生化屬性的預(yù)測,從而高效生成藥物新分子;在藥物優(yōu)化方面,實(shí)現(xiàn)了對篩選后的先導(dǎo)藥進(jìn)行定向優(yōu)化。

華為云盤古藥物分子大模型具備以下四大技術(shù)和創(chuàng)新能力:

? 提出了針對化合物表征學(xué)習(xí)的全新深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

參考化學(xué)領(lǐng)域的化合物分子表達(dá)形式及轉(zhuǎn)換方式,華為云盤古藥物分子大模型首次采用“圖-序列不對稱條件變分自編碼器”架構(gòu),可以自動(dòng)找出化合物關(guān)鍵的分子特征指紋,極大地提升了下游任務(wù)的準(zhǔn)確性。

? 進(jìn)行了超大規(guī);衔锉碚髂P偷挠(xùn)練

華為云盤古藥物分子大模型對市面上真實(shí)存在的17億個(gè)藥物分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練,在化學(xué)無監(jiān)督學(xué)習(xí)模式下,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)重構(gòu)率、合法性、唯一性等指標(biāo)全面優(yōu)于現(xiàn)有方法。

? 生成了擁有1億個(gè)新化合物的數(shù)據(jù)庫

華為云盤古藥物分子大模型的分子生成器生成了1億個(gè)創(chuàng)新的類藥物小分子篩選庫,其結(jié)構(gòu)新穎性為99.68%,并且可以有效地生成理化性質(zhì)相似的新化合物,為發(fā)現(xiàn)新藥創(chuàng)造可能性。此外,基于盤古分子優(yōu)化器,科研人員實(shí)現(xiàn)了對起始分子化學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,并且能夠改善藥物分子的特性。

? 在20余項(xiàng)藥物發(fā)現(xiàn)任務(wù)上實(shí)現(xiàn)性能最優(yōu)(SOTA)

華為云盤古藥物分子大模型在多項(xiàng)任務(wù)中取得了領(lǐng)先的預(yù)測準(zhǔn)確度,包括化合物-靶標(biāo)相互作用預(yù)測、化合物ADME/T屬性評分、化合物分子生成與優(yōu)化等,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)大模型賦能藥物發(fā)現(xiàn)全鏈條任務(wù)。

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華為云盤古藥物分子大模型在20余項(xiàng)藥物發(fā)現(xiàn)任務(wù)上實(shí)現(xiàn)性能最優(yōu)

華為云盤古藥物分子大模型依托華為云醫(yī)療智能體EIHealth平臺,其設(shè)計(jì)在2020年和2021年連獲兩屆德國RedDot紅點(diǎn)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng),提供了更加友好的用戶體驗(yàn)和易用性,能夠更高效地輔助科研人員完成智能藥物篩查和藥物優(yōu)化生成,讓每一個(gè)醫(yī)療行業(yè)工作者都可以方便地利用AI解決工作中遇到的問題。

在實(shí)際應(yīng)用中,華為云聯(lián)合西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院,基于華為云盤古藥物分子大模型研發(fā)出全新的廣譜抗菌藥物,將先導(dǎo)藥的研發(fā)周期從數(shù)年縮短至一個(gè)月,大幅提升新藥研發(fā)效率。其中,通過華為云盤古藥物分子大模型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化器,有效地提升了小分子化合物與目標(biāo)抗菌靶點(diǎn)蛋白的結(jié)合,同時(shí)降低其與人體蛋白的結(jié)合,從而減弱了廣譜抗菌藥對人體正常細(xì)胞可能產(chǎn)生的毒副作用。

如今,AI在藥物研發(fā)的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入指數(shù)增長區(qū)。全球44家頂尖藥企中,已有41家藥企與AI公司建立合作關(guān)系。華為云將在盤古藥物分子大模型與醫(yī)療智能體EIHealth等服務(wù)上持續(xù)創(chuàng)新,繼續(xù)攜手生態(tài)伙伴,聚焦AI藥物研發(fā)領(lǐng)域的前沿技術(shù),助力提升新藥研發(fā)的效率、成功率和創(chuàng)新能力,為守護(hù)人類生命健康貢獻(xiàn)更多力量。

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