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华为云盘古药物分子大模型,为守护人类健康贡献力量
来源:华为云 | 作者:华为云 | 发布时间: 1315天前 | 2124 次浏览 | 分享到:
9月23日,华为全连接2021盛大开幕,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”的主题演讲,并发布了华为云盘古药物分子大模型。



      9月23日,华为全连接2021盛大开幕,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”的主题演讲,并发布了华为云盘古药物分子大模型



▲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


      4月份,华为云发布了包括自然语言处理(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等盘古系列预训练模型。华为云盘古药物分子大模型是“盘古家族”的新成员,是专为药物研发领域推出的大模型,旨在帮助医药企业开启 AI辅助药物研发的新模式。


      一种新药,从研发到上市,平均成本超过10亿美元,研发周期超过10年——被医药界公认的“双十定律”。此外,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、人工智能等科技加快新药研发进程,平衡研发投入与成果产出的关系,成为医药企业数字化改革的重点之一。


      为了解决以上难题,华为云深度联合中国科学院上海药物研究所,共同培训了华为云盘古药物分子大模型,赋能全流程 AI药物设计。以华为云一站式医疗研发平台 EIHealth为依托,盘古药物分子大模型研究了17亿药物分子的化学结构。在药物合成上,实现了对小分子化合物独特信息的深度表征、对靶点蛋白的计算和匹配,并预测新分子的生化特性,从而高效地实现了药物新分子的生成,在药物优化方面,实现了对筛选后先导药的定向优化。


      一、华为云盘古药物分子大模型,四大技术和创新能力


      ① 提出了针对化合物表征学习的全新深度学习网络架构


      参照化学领域中化合物的分子表达形式和转化方式,华为云盘古药物分子模型大首次采用“图-序列不对称条件变分自编码器”结构,能自动找到关键化合物的分子特征指纹,大大提高了下游任务的准确性。


      ② 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通过对市场上真实存在的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、唯一性等指标均优于已有方法。


      ③ 创建了一个有1亿个新化合物的数据库


      由华为云盘古药物分子大模型的分子生成器生成了一亿个新型类药小分子筛选库,其结构新颖度达到99.68%,能有效地产生理化性质相似的新化合物,为新药的发现创造了可能。另外,利用盘古分子优化器,科研人员实现了对起始分子化学结构的优化,并可以改善药物分子的性质。


      ④ 在超过20项药物发现任务上实现最佳性能(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,包涵化合物-目标相互作用预测、 化合物ADME/T属性评分、化合物分子生成和优化等多种任务,实现了大模型赋能药物发现的全过程任务。



▲华为云盘古药物分子大模型,在20多项药物发现任务上最优性能


      华为云盘古药物分子大模型是以华为云医疗智能体 EIHealth平台为依托的,其设计可于2020年和2021年连续两次获得德国 RedDot红点设计大奖,并提供更友好的用户体验和易用性,能够高效的辅助科研人员完成智能药物筛查和药物优化生成,使每个医疗行业工作者都能方便地利用 AI解决工作中遇到的问题。


      具体应用方面,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,将先导药研发周期从数年缩短至一个月,大幅提高新药研发效率。其中,利用华为云盘古药物分子大模型的结构优化器,有效地提高了小分子化合物与目标抗菌靶点蛋白的结合,同时降低了药物与人类蛋白的结合,从而削弱了广谱抗菌药对人体细胞可能产生的毒副作用。


      目前, AI在药物研究与开发中的应用已进入指数增长期。在全球44家主要制药企业中,已有41家制药企业与 AI公司建立了合作关系。华为云在盘古药物分子大模型和医疗智能体 EIHealth等方面持续创新,并继续在 AI药物研发领域携手合作,共同聚焦 AI药物研发领域的前沿技术,帮助提升药物研发效率和创新能力,为守护人类生命健康贡献更多力量