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过去十年,AI制药从学术探索迅速走向产业前台。深度学习与结构预测工具成熟,让分子生成、虚拟筛选、靶点排序乃至临床试验设计逐步纳入算法流程;大模型公司、算力厂商与头部药企接连布局,AI原生管线不断进入临床。行业热度与资本投入持续走高,“AI将重塑药物研发”的预期正在形成。
但在高预期之下,中期成效究竟如何仍需冷静审视。2026年8月发布的三篇评述——Daphne Koller在a16z网站刊发的长文、Bender等16位学者在《Nature Reviews Drug Discovery》的Perspective、Derek Lowe在《Science》的评论给出了一致判断:AI在临床前环节显著提效,但“临床相关影响的证据令人失望地有限”,当前处于“absence of evidence(证据缺席)”,而非“evidence of absence(已证无效)”。换言之,AI制药蓬勃发展是事实,但从科学研究走向临床价值兑现,仍存在尚未跨越的鸿沟。
发展图景:临床管线进入验证,模型走向统一底座
当前AI制药已进入管线兑现阶段,标志性候选药物接连进入临床验证期,模型架构也从分散的垂直工具走向统一底座,产业格局逐渐改变。
(1)标志性管线进入临床验证期。2026年7月,英矽智能Rentosertib(ISM001-055,靶向特发性肺纤维化TNIK)启动III期临床,成为全球首款“靶点由AI发现、分子由AI设计”并进入上市前验证阶段的候选药物;其从立项到提名临床前候选化合物用时不足18个月、测试分子不足80个,而传统模式平均需4.5年、筛选数百至上千个分子。据丁香园Insight数据显示,2026年全球AI驱动新药临床管线增至179条、9条进入III期,行业集体迈入结果验证阶段。
(2)模型能力从辅助走向设计。Anthropic披露Claude自主完成蛋白结合剂从头设计,15个可评估靶点中14个成功,独立验证有效率26.8%。谷歌DeepMind旗下Isomorphic Labs发布药物设计引擎IsoDDE,直接建模“药物-蛋白结合”,《Nature News》称其为“接近AlphaFold4级别的突破”。
(3)产业格局呈现双重趋势。从“AI辅助工具”向“AI嵌入研发全链条”演进;从“小分子、蛋白各自为战”的垂直模型,走向以原子级统一表示、多模态对齐为代表的统一底座。但高质量、有湿实验验证的配对数据始终稀缺——这也解释了为何上游湿实验与合成验证环节率先兑现业绩,印证了“AI始于算法、落地在闭环”的产业逻辑。
现实约束:资源投入错配、数据鸿沟与验证失准
当前蓬勃发展的另一面,是三类系统性瓶颈的现实约束。
(1)资源投入错配:算力堆砌分子端,瓶颈滞留机制端。Koller将药物研发分为三段:疾病到机制、机制到药物、药物到患者。过去几年AI最密集的突破落在第二段“机制到药物”——AlphaFold问世后,蛋白设计、小分子生成、RNA/抗体设计工具集中涌现。但进入临床试验的药物仍有超过90%最终失败,且几十年来该比例几乎未改善;绝大多数失败不是分子本身设计差,而是第一段选错了机制——选定的靶点并不能改变疾病进程。行业资源因此严重错配:算力、融资、论文堆砌在分子端,而决定临床成败的机制发现端投入不足。Koller给出一组对照数据,行业每年推进的新靶点数量从约100个(2015年)下降至约30个(2024年),同时38个靶点各自对应超50个在研项目,同质化竞争激烈。Lowe进一步指出,II期临床试验是首次验证药物疗效的关键阶段,也是研发失败最高发的环节。AI若不能有效提升II期成功率,就意味着未触及研发链的真正瓶颈。
图. AI制药三重瓶颈示意图

数据来源:Daphne Koller. Drug Discovery Has No Magic Wands. a16z news, 3 Aug, 2026.
注:图片由AI生成
(2)数据鸿沟:观测数据充足,因果扰动数据稀缺。Koller估算,从现有最大细胞图谱走向“人体生物学因果模型”,所需数据规模相差约三个数量级(约1000倍)。现有数亿级细胞数据集多为观察性单细胞/多组学,缺少“敲除某基因、加某化合物后系统如何响应”的扰动实验数据;而药物研发本质是基于干预行为的因果判断,单纯相关性标志物无法直接等同于具备成药潜力的靶点。
Bender等人进一步阐释了生物与化学数据的条件依赖性:同一化合物在不同细胞系、批次、读数窗口下标签会漂移;四个常用ADME数据集化合物重叠仅0.1%、骨架重叠0.6%,模型外推域极其有限;肝类器官IC50与临床用药肝损伤风险、热迁移Tm值与酶抑制活性IC50均呈现弱相关。观测数据看似庞大,但能支撑“靶点是否具备开发价值”的干预级数据长期稀缺,模型再深度学习也难以弥补数据层面的底层缺陷。
(3)验证失准:基准刷分虚高,临床价值难以量化。Bender等指出,AI制药长期沿用通用AUC等指标优化,但“挑选前10%好分子”与“剔掉后80%毒分子”所需指标存在本质差异,榜单SOTA不等于项目收益;AlphaFold是模型验证成功,不是流程验证成功。Lowe进一步指出:行业普遍存在的归因偏差使“赢归AI、输归运气”成为常态,单一项目无法区分AI真实贡献。国内一线从业者口径更直接——多数宣称“AI设计”的管线,AI只做过虚拟筛选或ADME预测,关键骨架与go/no-go仍由研发人员主导;“AI辅助”被写成“AI驱动”是融资季的普遍润色。没有可溯源的贡献量化,就无法判断AI是降低了研发决策误差,还是仅压缩了本就占比不大的临床前工时。
破局路径:完善因果数据,打通从研究到临床的闭环
AI制药想要跨越从实验室研究到临床落地的鸿沟,单纯依靠扩大模型参数规模无法突破转化瓶颈,需要沿着“数据-靶点-临床”链路系统性推进。
短期来看,行业正加速搭建干湿实验闭环平台,依靠自动化实验批量产出基因扰动、化合物干预类组学数据,补齐稀缺的因果扰动数据;在肿瘤、神经退行性疾病、特发性肺纤维化等临床需求旺盛的领域,AI可依托生物标志物实现精准患者分层、优化试验设计,重点改善失败率最高的II期疗效验证环节。
中长期维度,行业需要扭转“重分子生成、轻机制研究”的资源分配格局,一方面推动标准化扰动数据集共享,建立临床真实世界数据与临床前实验数据双向回流机制,另一方面引导研发资源摆脱扎堆成熟靶点的同质化竞争,向全新靶点、难成药靶点管线倾斜。
长远来看,AI不会独立完成新药研发全流程,而是作为决策辅助工具嵌入研发链条,行业也将逐步褪去概念包装,建立可量化、可溯源的AI贡献评估体系。未来几年,首批AI原生管线陆续完成III期临床读出,将首次为“AI能否实质性提升临床成功率”提供实证依据,技术红利最终能否转化为患者可用的创新药物,取决于行业能否持续聚焦临床真实需求,跳出单纯依靠临床前研究效率提升的叙事框架。
参考文献:
1、Daphne Koller. Drug Discovery Has No Magic Wands. a16z news, 3 Aug, 2026.
2、Bender, Andreas et al. Artificial intelligence in drug discovery - what it is, where we stand and the path forward. Nature reviews. Drug discovery, 10.1038/s41573-026-01496-2. 7 Aug. 2026, doi:10.1038/s41573-026-01496-2
3、Derek Lowe. So How Is AI Drug Discovery Doing, Really? Science, 10 Aug. 2026.
4、英矽智能官网:https://insilico.com/news_sc/1udp32slr1-aiiii
5、Anthropic官网:https://www.anthropic.com/research/Claude-accelerates-protein-design
6、‘An AlphaFold 4’ — scientists marvel at DeepMind drug spin-off’s exclusive new AI. Nature News, 19 Feb. 2026.
参考资料:网络公开信息,包括新闻资讯、企业官网、政府文件等。
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