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蛋白質(zhì)組學(xué)＋AI 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)新時代已經(jīng)到來
2022年03月31日 13:58:09
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：Lani 點擊量：5442
隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展與突破,，蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)應(yīng)用開發(fā)與市場化正在快速發(fā)酵?！暗鞍踪|(zhì)組學(xué) AI”在精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景一片光明,。
【化工儀器網(wǎng) 時事熱點】近年來，隨著AI技術(shù)的飛快進(jìn)步與不斷突破,，給各個領(lǐng)域的發(fā)展都創(chuàng)造了許多新機遇,，蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)研究與應(yīng)用也有許多新發(fā)展，其市場化正在快速發(fā)酵,。如今年年初,，人工智能蛋白質(zhì)組診斷服務(wù)提供商西湖歐米（杭州）生物科技有限公司宣布完成數(shù)億元Pre-A輪融資。他們開發(fā)的用于甲狀腺結(jié)節(jié)診斷的臨床實驗室自建項目(LDT)產(chǎn)品也問世在即。
蛋白質(zhì)是組成人體一切細(xì)胞,、組織的重要組成成分,，蛋白質(zhì)組學(xué)則是指，對某一基因所表達(dá)的所有蛋白質(zhì)及其特征進(jìn)行大規(guī)模,、系統(tǒng)化地研究。機體所有重要的組成部分都需要有蛋白質(zhì)的參與,，一些生命的現(xiàn)象不僅僅是由某一個蛋白質(zhì)決定,而是由多個蛋白質(zhì)的相互作用,這就需要蛋白質(zhì)組學(xué)的研究,。
蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用，是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中非常重要和關(guān)鍵的一環(huán),。因為在目前已知的藥物靶點中,，最主要的就是蛋白質(zhì)，所以在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,，誰更了解蛋白質(zhì),，誰就能率先找到重大疾病治療的突破口，以此針對性更強地研發(fā)新的藥物,，如此,，蛋白質(zhì)組學(xué)就好比是開啟精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的一把鑰匙。
蛋白質(zhì)組學(xué)+AI 助力精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展
靶向治療是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的一個重要組成部分,，靶向治療即在細(xì)胞分子水平上,，針對已經(jīng)明確的癌癥位點來設(shè)計相應(yīng)的治療藥物，做到精準(zhǔn)治療,，該位點就可以是腫瘤細(xì)胞內(nèi)部的一個蛋白分子,。而基于多組學(xué)測序數(shù)據(jù)尋找治療靶點，并在患者腫瘤來源的模型中進(jìn)行藥物試驗驗證,，正是目前研發(fā)靶向藥物的有效手段之一,。
去年7月，世界知名人工智能團隊DeepMind和歐洲生物信息研究所合作,，利用人工智能軟件程序AlphaFold預(yù)測了蛋白結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫,，這被認(rèn)為是本世紀(jì)最重要的科學(xué)突破之一，因為它完成了人類蛋白質(zhì)組98.5%的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測,，是人類表達(dá)的幾乎所有的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),。隨之，DeepMind也將AlphaFold2的源代碼在《自然》雜志上公開發(fā)布,。AlphaFold2的強大之處在于,，它不僅可以將一般蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)在幾分鐘內(nèi)破譯，也可以預(yù)測一個由2180個氨基酸相連的大蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),。AlphaFold2這項新突破,，才真正將AI技術(shù)帶入了微觀的生命世界。
西湖歐米創(chuàng)始人,、西湖大學(xué)特聘研究員郭天南也表示,，“實際上,，AI技術(shù)之于微觀生命世界不僅是一個必要條件，也是一個充分條件,。”相比于結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的基因,，蛋白質(zhì)則每時每刻都在發(fā)生著變化，繼“蛋白質(zhì)組學(xué)+AI”地進(jìn)一步發(fā)展,，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展也將會被提高到另一個層面,。
蛋白質(zhì)組學(xué)+AI賦予制藥更多想象空間
生命的表現(xiàn)形式在本質(zhì)上都是蛋白質(zhì)功能的各種體現(xiàn)，只有對生命體內(nèi)蛋白質(zhì)進(jìn)行探索,，才能對各種疾病的起因和發(fā)展有更全面的了解,，以此找到關(guān)鍵所在并研發(fā)相應(yīng)藥物?？蒲腥藛T也紛紛表示,，蛋白質(zhì)組學(xué)驅(qū)動的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)新時代已經(jīng)到來。能否進(jìn)行更進(jìn)一步的探索和發(fā)展,，發(fā)現(xiàn)有代表性的藥物靶點并制成有針對性的全新藥物,，是所有科研人員所共同期待的。
在精準(zhǔn)醫(yī)療的實際應(yīng)用中,，AI也賦予了制藥更大的想象空間,，不同于國內(nèi)的是，國外制藥公司非常重視開發(fā)新的藥物靶點,。在AI制藥中,，高通量質(zhì)譜技術(shù)是公認(rèn)的實際使用中的最佳選擇，因為高通量質(zhì)譜技術(shù)能給數(shù)以萬計的蛋白質(zhì)“測體重”,，并通過精確到小數(shù)點后30位數(shù)的精準(zhǔn)信息去辨別和區(qū)分不同種類的蛋白質(zhì),，然后從中推斷出它是什么蛋白質(zhì)以及有多少量。通過高通量質(zhì)譜技術(shù)獲得蛋白質(zhì)大數(shù)據(jù)之后,，將其聯(lián)合AI模型進(jìn)行比對和分析,，可建立比藥物篩選更有效地新方法來促進(jìn)藥物的研發(fā)、找到最佳的藥物生產(chǎn)方法,。
蛋白質(zhì)組學(xué)+AI 發(fā)展前景光明
在去年AlphaFold完成了人類蛋白質(zhì)組98.5%的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測后,，就引起了各界廣泛熱議，除了助力精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展,，同時也吸引了不少投資者的目光,。除了文章開頭所提及的西湖歐米(杭州)生物科技有限公司，在2020年,，行業(yè)相關(guān)的企業(yè)還有譜生物宣布完成千萬級Pre-A輪融資,、中科新生命宣布完成2億元A輪融資、景杰生物宣布完成5.3億元人民幣的B輪融資等，各界都對“蛋白質(zhì)組學(xué)+AI”表現(xiàn)出了極大興趣,。
從目前的趨勢來看,，“蛋白質(zhì)組學(xué)+AI”的應(yīng)用，將在精準(zhǔn)醫(yī)療,、藥物作用機制,、藥物靶點的確認(rèn)等研究領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用，且蛋白質(zhì)組學(xué)方法已經(jīng)開始被應(yīng)用于一些癌癥治療的臨床研究和診治過程當(dāng)中,。更長遠(yuǎn)地想,，除了治療癌癥等重大疾病之外，蛋白質(zhì)在與生活中的慢病,、代謝類疾病也有緊密關(guān)系，與蛋白質(zhì)組學(xué)相結(jié)合的藥物,、食品,、保健品等終端產(chǎn)品，均有望早日實現(xiàn),?？梢?ldquo;蛋白質(zhì)組學(xué)+AI”在精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景一片光明！
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