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华为云发布盘古药物分子大模型,开启AI药物研发新模式

2021-09-23 17:48
来源: 粤讯

【中国,深圳,2021年9月23日】今日,主题为“深耕数字化”的华为全联接2021隆重开幕。华为高级副总裁、华为云CEO、消费者云服务总裁张平安发表“深耕数字化,一切皆服务”主题演讲,并重磅发布了华为云盘古药物分子大模型。

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华为高级副总裁、华为云CEO、消费者云服务总裁张平安发布华为云盘古药物分子大模型

今年4月,华为云发布了盘古系列预训练大模型,包括自然语言处理(NLP)大模型、计算机视觉(CV)大模型、多模态大模型和科学计算大模型。华为云盘古药物分子大模型是“盘古家族”的新成员,是专门面向药物研发领域推出的预训练大模型,旨在帮助医药公司开启AI辅助药物研发的新模式。

一款创新药从研发到上市,平均成本超过10亿美元、研发周期大于10年——这是医药界公认的“双10定律”。同时,药物结构设计强烈依赖专家经验、新药筛选失败率高,如何通过大数据、人工智能等科学技术加速新药研发进程、平衡研发投入与成果产出之间的关系,成为了医药公司在数字化改革道路上的重点之一。

针对上述难题,华为云深度联合中国科学院上海药物研究所,共同训练了华为云盘古药物分子大模型,赋能全流程的AI药物设计。依托华为云一站式医疗研发平台EIHealth,盘古药物分子大模型学习了17亿个药物分子的化学结构。在药物生成方面,实现了对小分子化合物的独特信息的深度表征、对靶点蛋白质的计算与匹配,以及对新分子生化属性的预测,从而高效生成药物新分子;在药物优化方面,实现了对筛选后的先导药进行定向优化。

华为云盘古药物分子大模型具备以下四大技术和创新能力:

? 提出了针对化合物表征学习的全新深度学习网络架构

参考化学领域的化合物分子表达形式及转换方式,华为云盘古药物分子大模型首次采用“图-序列不对称条件变分自编码器”架构,可以自动找出化合物关键的分子特征指纹,极大地提升了下游任务的准确性。

? 进行了超大规模化合物表征模型的训练

华为云盘古药物分子大模型对市面上真实存在的17亿个药物分子的化学结构进行预训练,在化学无监督学习模式下,实现结构重构率、合法性、唯一性等指标全面优于现有方法。

? 生成了拥有1亿个新化合物的数据库

华为云盘古药物分子大模型的分子生成器生成了1亿个创新的类药物小分子筛选库,其结构新颖性为99.68%,并且可以有效地生成理化性质相似的新化合物,为发现新药创造可能性。此外,基于盘古分子优化器,科研人员实现了对起始分子化学结构的优化,并且能够改善药物分子的特性。

? 在20余项药物发现任务上实现性能最优(SOTA)

华为云盘古药物分子大模型在多项任务中取得了领先的预测准确度,包括化合物-靶标相互作用预测、化合物ADME/T属性评分、化合物分子生成与优化等,实现了一个大模型赋能药物发现全链条任务。

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华为云盘古药物分子大模型在20余项药物发现任务上实现性能最优

华为云盘古药物分子大模型依托华为云医疗智能体EIHealth平台,其设计在2020年和2021年连获两届德国RedDot红点设计大奖,提供了更加友好的用户体验和易用性,能够更高效地辅助科研人员完成智能药物筛查和药物优化生成,让每一个医疗行业工作者都可以方便地利用AI解决工作中遇到的问题。

在实际应用中,华为云联合西安交通大学第一附属医院,基于华为云盘古药物分子大模型研发出全新的广谱抗菌药物,将先导药的研发周期从数年缩短至一个月,大幅提升新药研发效率。其中,通过华为云盘古药物分子大模型的结构优化器,有效地提升了小分子化合物与目标抗菌靶点蛋白的结合,同时降低其与人体蛋白的结合,从而减弱了广谱抗菌药对人体正常细胞可能产生的毒副作用。

如今,AI在药物研发的应用已经进入指数增长区。全球44家顶尖药企中,已有41家药企与AI公司建立合作关系。华为云将在盘古药物分子大模型与医疗智能体EIHealth等服务上持续创新,继续携手生态伙伴,聚焦AI药物研发领域的前沿技术,助力提升新药研发的效率、成功率和创新能力,为守护人类生命健康贡献更多力量。

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