MIT嘗試以機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)改變藥物研發(fā)流程

據(jù)報(bào)導(dǎo)，麻省理工學(xué)院(MIT)成立藥物研發(fā)合成之機(jī)器學(xué)習(xí)協(xié)會(huì)(MLPDS)，試圖改變藥物研發(fā)制造流程，目前已有8個(gè)產(chǎn)業(yè)合作伙伴，皆為制藥領(lǐng)域龍頭，包括Amgen、BASF、Bayer、Lilly、NovarTIs、Pfizer、Sunovion和WuXi等。

藥物研發(fā)所費(fèi)不貲又耗時(shí)，但機(jī)器學(xué)習(xí)可望分析大量化學(xué)資料，提高研發(fā)效率，對于研發(fā)流程和結(jié)果皆有幫助。MLPDS協(xié)會(huì)將結(jié)合MIT研究團(tuán)隊(duì)和產(chǎn)業(yè)的力量，首要目標(biāo)是把機(jī)器學(xué)習(xí)引進(jìn)藥物研發(fā)流程中。

2018年4月時(shí)，MIT舉辦高峰會(huì)，由計(jì)算機(jī)科學(xué)教授Regina Barzilay和電子工程教授Erna Viterbi等人領(lǐng)軍，召集MIT研究者以及科技、生技和管制單位的龍頭，探討如何以數(shù)碼科技和人工智能(AI)克服生物醫(yī)療和醫(yī)療照護(hù)的重大挑戰(zhàn)。

MLPDS協(xié)會(huì)起初受到美國國防高等研究計(jì)畫署(DARPA)Make-It計(jì)畫所資助，目標(biāo)是以機(jī)器學(xué)習(xí)和自動(dòng)系統(tǒng)來合成藥物，先后于2017年5月和9月跟制藥產(chǎn)業(yè)的企業(yè)代表會(huì)商，無論產(chǎn)業(yè)界或MIT皆有濃厚興趣展開合作。

材料科學(xué)工程教授Klavs Jensen表示，合作廠商滿懷熱忱，加上機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)潛力無限，這些將是化學(xué)和制藥產(chǎn)業(yè)科學(xué)家的強(qiáng)力后盾，機(jī)器學(xué)習(xí)有助于規(guī)劃化學(xué)合成路徑，帶領(lǐng)我們探索新的化學(xué)領(lǐng)域，提升化學(xué)的多樣性，將更有機(jī)會(huì)找出具備特殊功能的化合物。

2018年5月MLPDS協(xié)會(huì)再度聚集產(chǎn)業(yè)合作伙伴，透過教學(xué)和合作研究計(jì)畫，讓他們對于機(jī)器學(xué)習(xí)有基本概念。Barzilay為大家講授基礎(chǔ)的監(jiān)督式學(xué)習(xí)(supervised learning)，亦即機(jī)器學(xué)習(xí)的其中一種方法，也涵蓋神經(jīng)模型和表征學(xué)習(xí)(representaTIon learning)。

Barzilay表示，只是剛開始探索這個(gè)新領(lǐng)域，但未來潛力無窮，可望改善人們的生活，這次跟制藥產(chǎn)業(yè)合作，相信會(huì)是合作順利的關(guān)鍵，他向來從產(chǎn)業(yè)界獲益良多，發(fā)現(xiàn)不少值得思考的新問題。

協(xié)會(huì)的目標(biāo)之一是建立評估標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)竿資料集，以確認(rèn)機(jī)器學(xué)習(xí)方法的準(zhǔn)確度，目前大多數(shù)研究團(tuán)隊(duì)都是基于內(nèi)部資料集來進(jìn)行評估，有礙不同模型之間互相比較，進(jìn)而拖慢科學(xué)進(jìn)程，更糟糕的是，公開資料及通常無法呈現(xiàn)制藥研究所面對的復(fù)雜性。

MIT透過新協(xié)會(huì)進(jìn)行跨領(lǐng)域合作，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、化學(xué)和化學(xué)工程等。這對于新科技的研究者和使用者都有好處，有助于了解目前的發(fā)展程度，以及機(jī)器學(xué)習(xí)新科技的發(fā)展?jié)摿?。Jaakkola也表示，結(jié)合現(xiàn)代機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和化學(xué)知識(shí)，可望開啟藥物研發(fā)、改良和合成的新途徑。

化學(xué)工程研究生Connor Coley表示，雖然藥物合成規(guī)劃軟件由來已久，但仍未獲得廣泛采用，合成規(guī)劃對于初期藥物研發(fā)階段至關(guān)重要，可快速發(fā)現(xiàn)新的合成策略，減少反復(fù)研發(fā)、合成、測試的時(shí)間。

合作廠商也看好機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的潛力，Amgen的Shawn Walker表示，機(jī)器學(xué)習(xí)可望加速藥物研發(fā)，更快速把新藥交到病患手上。諾瓦德氏生物醫(yī)療研究機(jī)構(gòu)(NIBR)表示，他們很期待加入MIT所成立的新協(xié)會(huì)，可望加速制作更安全而有效的藥物。