老药新生：创新算法重写生命剧本｜新民·科技前沿

【编者的话】

2020年起，多个由AI完全设计的候选药物陆续进入临床试验，标志着“AI原生药物”的时代正式开启。

传统新药研发如同在茫茫大海中寻针，而AI正成为这场“大海捞针”行动中的“超级雷达”。

在药物发现的最前端，AI如同一位不知疲倦的“分子建筑师”，能在几小时内预测出数百万种分子的活性、毒性与药代动力学特性。不仅能“筛选”，还能“创造”。生成式人工智能可以从1050超大空间中从零设计全新的药物分子。而在临床试验阶段，通过分析患者的基因组、病史和实时健康数据，AI可以精准匹配最适合的受试者，提高试验效率与成功率。同时，AI还能预测药物在真实世界中的长期效果与副作用。当AI深度融入从靶标发现到药物上市的每一个环节，新药研发将不再是“试错”的艺术，而成为“创造”的科学。或许在不远的将来，针对罕见病的个性化药物将实现“按需定制”。

话题主持：新民晚报记者 易蓉 郜阳

老药新生：创新算法重写生命剧本

在药物研发的漫长征程中，人工智能正悄然开启一扇全新的大门。曾经需要十年磨一剑的新药研发，如今在AI的赋能下正在经历深刻变革。在这片充满希望的领域中，中国科学院上海药物研究所的科学家带来了一项令人振奋的突破——他们通过自主研发的AI算法，让已有七十余年临床应用历史的甲氨蝶呤焕发出全新的生命力。

药物研发向来如同在茫茫大海中寻找一根特定的针。科研人员不仅要找到导致疾病的关键靶点，还要从数以亿计的化合物中筛选出有效的候选分子。这个过程的艰辛程度超乎想象：平均需要十年时间、超过二十亿美元的投入，而最终能够成功上市的药物更是凤毛麟角。正是在这样的背景下，人工智能技术的介入为整个领域带来了革命性的转变。

郑明月研究员团队独辟蹊径，开发出一种名为SSGCN的创新算法。这个系统的精妙之处在于，它不像传统方法那样关注药物的化学结构，而是专注于分析药物对细胞产生的“行为影响”。当药物进入细胞后，会引起基因表达谱的微妙变化，形成独特的“行为指纹”；同样，当特定基因被敲除时，也会留下特有的“基因印记”。SSGCN就像一位训练有素的鉴定专家，通过比对这两类生物特征，就能准确推断出药物作用的潜在靶点。

这一创新方法的价值在甲氨蝶呤的研究中得到了完美体现。这个已在临床上应用数十年的免疫抑制剂，在AI的指引下展现出了全新的治疗潜力。研究发现，甲氨蝶呤具有独特的双重作用机制：它不仅能够促使肿瘤细胞释放名为cGAMP的“警报信号”，还能精准抑制ENPP1这个专门分解信号的“破坏分子”。两者巧妙配合，成功激活了细胞内重要的“烽火台”系统——cGAS-STING通路，从而唤醒免疫系统对肿瘤细胞的有效识别与强力攻击。

更令人鼓舞的是，这一发现已经在临床试验中取得积极成效。在针对食管鳞状细胞癌的临床研究中，采用甲氨蝶呤联合治疗方案的患者，其客观缓解率达到77.1%，显著优于传统疗法。这意味着，通过AI的精准“导航”，研究人员为这个经典药物找到了全新的用武之地，也为众多癌症患者带来了新的希望。

站在更宏观的视角来看，人工智能正在重塑整个药物研发的生态。它不仅大幅提升了研发效率，更开创了“老药新用”的创新范式。对于那些经过长期临床验证的安全药物，AI能够帮助科学家挖掘其潜在价值，让有效的治疗方案更快地惠及患者。随着计算能力的不断提升和生物数据的持续积累，我们有理由相信，人工智能将继续为医药研发注入新的活力，让更多传统药物焕发新生，最终为人类健康事业作出更大贡献。

更多内容详见11月1日新民晚报8版【科技前沿】

作者：中国科学院上海药物研究所 副研究员杨瑞瑞 张素林研究员郑明月

原标题：《老药新生：创新算法重写生命剧本｜新民·科技前沿》

栏目编辑：陆梓华 图片来源：东方IC

来源：作者：新民晚报 郜阳