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蛋白質組學＋AI 精準醫學新時代已經到來
2022年03月31日 13:58:09
來源：化工儀器網 作者：Lani 點擊量：5497
隨著AI技術的不斷發展與突破，蛋白質組學相關應用開發與市場化正在快速發酵。“蛋白質組學 AI”在精準醫療領域的應用前景一片光明。
【化工儀器網 時事熱點】近年來，隨著AI技術的飛快進步與不斷突破，給各個領域的發展都創造了許多新機遇，蛋白質組學相關研究與應用也有許多新發展，其市場化正在快速發酵。如今年年初，人工智能蛋白質組診斷服務提供商西湖歐米（杭州）生物科技有限公司宣布完成數億元Pre-A輪融資。他們開發的用于甲狀腺結節診斷的臨床實驗室自建項目(LDT)產品也問世在即。
蛋白質是組成人體一切細胞、組織的重要組成成分，蛋白質組學則是指，對某一基因所表達的所有蛋白質及其特征進行大規模、系統化地研究。機體所有重要的組成部分都需要有蛋白質的參與，一些生命的現象不僅僅是由某一個蛋白質決定,而是由多個蛋白質的相互作用,這就需要蛋白質組學的研究。
蛋白質組學的應用，是精準醫學中非常重要和關鍵的一環。因為在目前已知的藥物靶點中，最主要的就是蛋白質，所以在精準醫學領域，誰更了解蛋白質，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新的藥物，如此，蛋白質組學就好比是開啟精準醫學的一把鑰匙。
蛋白質組學+AI 助力精準醫學發展
靶向治療是精準醫學的一個重要組成部分，靶向治療即在細胞分子水平上，針對已經明確的癌癥位點來設計相應的治療藥物，做到精準治療，該位點就可以是腫瘤細胞內部的一個蛋白分子。而基于多組學測序數據尋找治療靶點，并在患者腫瘤來源的模型中進行藥物試驗驗證，正是目前研發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預測了蛋白結構數據庫，這被認為是本世紀最重要的科學突破之一，因為它完成了人類蛋白質組98.5%的蛋白質結構預測，是人類表達的幾乎所有的蛋白質結構。隨之，DeepMind也將AlphaFold2的源代碼在《自然》雜志上公開發布。AlphaFold2的強大之處在于，它不僅可以將一般蛋白質的三維結構在幾分鐘內破譯，也可以預測一個由2180個氨基酸相連的大蛋白質結構。AlphaFold2這項新突破，才真正將AI技術帶入了微觀的生命世界。
西湖歐米創始人、西湖大學特聘研究員郭天南也表示，“實際上，AI技術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。”相比于結構相對穩定的基因，蛋白質則每時每刻都在發生著變化，繼“蛋白質組學+AI”地進一步發展，精準醫學的發展也將會被提高到另一個層面。
蛋白質組學+AI賦予制藥更多想象空間
生命的表現形式在本質上都是蛋白質功能的各種體現，只有對生命體內蛋白質進行探索，才能對各種疾病的起因和發展有更全面的了解，以此找到關鍵所在并研發相應藥物。科研人員也紛紛表示，蛋白質組學驅動的精準醫學新時代已經到來。能否進行更進一步的探索和發展，發現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。
在精準醫療的實際應用中，AI也賦予了制藥更大的想象空間，不同于國內的是，國外制藥公司非常重視開發新的藥物靶點。在AI制藥中，高通量質譜技術是公認的實際使用中的最佳選擇，因為高通量質譜技術能給數以萬計的蛋白質“測體重”，并通過精確到小數點后30位數的精準信息去辨別和區分不同種類的蛋白質，然后從中推斷出它是什么蛋白質以及有多少量。通過高通量質譜技術獲得蛋白質大數據之后，將其聯合AI模型進行比對和分析，可建立比藥物篩選更有效地新方法來促進藥物的研發、找到最佳的藥物生產方法。
蛋白質組學+AI 發展前景光明
在去年AlphaFold完成了人類蛋白質組98.5%的蛋白質結構預測后，就引起了各界廣泛熱議，除了助力精準醫學的發展，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，行業相關的企業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“蛋白質組學+AI”表現出了極大興趣。
從目前的趨勢來看，“蛋白質組學+AI”的應用，將在精準醫療、藥物作用機制、藥物靶點的確認等研究領域發揮重要的作用，且蛋白質組學方法已經開始被應用于一些癌癥治療的臨床研究和診治過程當中。更長遠地想，除了治療癌癥等重大疾病之外，蛋白質在與生活中的慢病、代謝類疾病也有緊密關系，與蛋白質組學相結合的藥物、食品、保健品等終端產品，均有望早日實現。可見“蛋白質組學+AI”在精準醫療領域的應用前景一片光明！
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