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觀天下！CODE-AE人工智能模型可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)人類(lèi)對(duì)新藥物化合物的反應(yīng)

2022-10-18 09:39:27 來(lái)源：cnBeta.COM

【資料圖】

從確定一種潛在的治療化合物到美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)一種新藥是一個(gè)艱巨的旅程，它可能需要十多年的時(shí)間，耗資超10億美元。紐約市立大學(xué)研究生中心的一個(gè)研究小組已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新型的人工智能模型，它可以顯著提高藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程的準(zhǔn)確性并減少時(shí)間和成本。

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正如當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月17日將發(fā)表在《Nature Machine Intelligence》上的一篇論文所描述的那樣，這個(gè)名為CODE-AE的新模型可以篩選新型藥物化合物，從而可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)對(duì)人體的療效。在測(cè)試中，它還能在理論上為超9000名患者確定能更好地治療他們病情的個(gè)性化藥物。科學(xué)家們預(yù)計(jì)該技術(shù)將大大加速藥物發(fā)現(xiàn)和精準(zhǔn)醫(yī)療。

準(zhǔn)確而有力地預(yù)測(cè)病人對(duì)一種新化合物的特定反應(yīng)對(duì)于發(fā)現(xiàn)安全和有效的治療方法及為特定病人選擇現(xiàn)有藥物至關(guān)重要。然而直接在人體中進(jìn)行藥物的早期療效測(cè)試是不道德和不可行的。細(xì)胞或組織模型經(jīng)常被用來(lái)作為人體的替代物以評(píng)估藥物分子的治療效果。不幸的是，疾病模型中的藥物效果往往跟人類(lèi)患者的藥物療效和毒性不相關(guān)。這種知識(shí)差距是導(dǎo)致藥物發(fā)現(xiàn)的高成本和低生產(chǎn)率的一個(gè)主要因素。

“我們的新機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以解決從疾病模型到人類(lèi)的轉(zhuǎn)化挑戰(zhàn)，”紐約市立大學(xué)研究生中心和亨特學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物學(xué)和生物化學(xué)教授、該論文的第一作者Lei Xie說(shuō)道，“CODE-AE使用了生物學(xué)啟發(fā)的設(shè)計(jì)并利用了機(jī)器學(xué)習(xí)方面的一些最新進(jìn)展。如它的一個(gè)組件在深度偽造圖像生成中使用了類(lèi)似的技術(shù)。”

紐約市立大學(xué)研究生中心博士生、該論文的共同作者You Wu指出，新模型可以為擁有足夠的病人數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練一個(gè)通用的機(jī)器學(xué)習(xí)模型的問(wèn)題提供一個(gè)變通辦法。“盡管已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多方法來(lái)利用細(xì)胞線屏幕預(yù)測(cè)臨床反應(yīng)，但由于數(shù)據(jù)的不協(xié)調(diào)和差異，它們的表現(xiàn)是不可靠的，”Wu說(shuō)道，“CODE-AE可以提取被噪聲和混雜因素掩蓋的內(nèi)在生物信號(hào)，這有效地緩解了數(shù)據(jù)差異問(wèn)題。”

因此，跟最先進(jìn)的方法相比，CODE-AE在純粹從細(xì)胞線化合物篩選中預(yù)測(cè)患者特異性藥物反應(yīng)方面顯著提高了準(zhǔn)確性和穩(wěn)健性。

據(jù)悉，該研究團(tuán)隊(duì)在推進(jìn)該技術(shù)在藥物發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用方面的下一個(gè)挑戰(zhàn)是開(kāi)發(fā)一種方法，從而可以讓CODE-AE可靠地預(yù)測(cè)新藥在人體內(nèi)的濃度和代謝效果。研究人員還指出，該人工智能模型有可能在經(jīng)過(guò)一定的調(diào)整后來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)藥物對(duì)人體的副作用。

關(guān)鍵詞：人工智能 CODE-AE人工智能模型可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)人類(lèi)對(duì)新