生物計算領域的年度標桿會議開幕

生物計算領域的年度標桿會議。

5月10日，由百圖生科與播禾創(chuàng)新聯(lián)合主辦的「首屆中國生物計算大會」在蘇州國際博覽中心召開。本次大會邀請到了包括6位院士在內的50余位專家學者、40余位生物醫(yī)藥企業(yè)高管到會分享，1500余名觀眾在現(xiàn)場參加了會議，首日直播線上觀看人數(shù)超過51.2萬。

作為本次大會的協(xié)辦媒體，雷鋒網(wǎng)《醫(yī)健AI掘金志》進行了全程報道。大會首日上午，以《BT&IT的融合生態(tài)》為主題的主論壇首先召開，江蘇省委常委、蘇州市委書記許昆林和百度創(chuàng)始人、董事長兼CEO，百圖生科創(chuàng)始人兼董事長李彥宏分別作了精彩致辭。

許昆林在致辭中表示：蘇州正在緊盯新一輪的產業(yè)革命，做強戰(zhàn)略性新興產業(yè)。以生物計算為例，2020年蘇州新一代生物技術、納米技術、人工智能等產業(yè)產值8718億元，生物醫(yī)藥產業(yè)綜合競爭力位列產業(yè)第二，產業(yè)競爭力位于第一。此外，蘇州目前還獲得了全國唯一一個國家科技部的國家生物藥技術創(chuàng)新中心牌照。未來，蘇州也會依托國家生物醫(yī)藥技術創(chuàng)新中心，和國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)平臺，開展生物計算的交叉學科布局。

除了是百度公司的董事長，李彥宏重申了自己的新身份：百圖生科的創(chuàng)始人。他表示，生物計算是個高度融合的學科，生物+計算的融合，會帶來巨大的突破和進步。依靠生物計算引擎，能夠有效利用大量的生物數(shù)據(jù)，把藥物發(fā)現(xiàn)的“大海撈針”變成“按圖索驥”，為人類的生命健康謀福祉?！拔覀兿Ｍ?a href="http://www.wenjunhu.com/soft/data/42-102/" target="_blank">AI技術，縮短藥物研發(fā)的時間，降低藥物的副作用，減輕患者的巨大醫(yī)療負擔，為每一個生命爭取更多的可能性?！崩顝┖臧l(fā)現(xiàn)，這些年生物計算的發(fā)展和當初互聯(lián)網(wǎng)信息領域的高速發(fā)展驚人相似。搜索量的增長被三個因素驅動，第一是上網(wǎng)人數(shù)，第二是人均上網(wǎng)時間，第三就是網(wǎng)上存在的網(wǎng)頁數(shù)量。

而他發(fā)現(xiàn)，生物計算領域也同樣有三個關鍵指標在快速增長，分別是基因組學研究帶來的數(shù)據(jù)增長，新藥研發(fā)過程中積累的知識爆發(fā)，以及新生機器學習算法的快速變化。生物計算產業(yè)的發(fā)展，需要生態(tài)和產業(yè)鏈的協(xié)同，構建開放的生物計算創(chuàng)新生態(tài)，去探索廣袤浩瀚的生命科學“無人區(qū)”。李彥宏表示：“在生命健康這個最關鍵的領域，哪怕投入再大、風險再高、周期再長，我們也要堅決地做。生命科學沒有盡頭，只有盡力?！痹趦晌患钨e致辭結束后，大會正式進入到主論壇演講環(huán)節(jié)，鄂維南、施一公、董晨、譚蔚泓四位中科院院士分別做了精彩分享。

作為主論壇報告的開場嘉賓，北京大數(shù)據(jù)研究院院長鄂維南，以《機器學習與科學計算》為題做了開場演講。鄂維南表示：“從50年代開始，科學計算領域發(fā)展了差分方法、有限元方法、譜方法等基本方法來處理基礎的物理模型，并且在工程和技術上得到了廣泛應用。但依然還有很多問題沒有解決。例如：材料的性質與設計；分子、藥物的性質及設計；基于基本原理的控制論方法；燃燒問題（內燃機的模擬、設計與控制）。這些因素也導致理論研究場景與實際問題距離甚遠。

鄂維南認為，解決這些問題的新的出路就是機器學習和物理模型的結合。以經(jīng)典的物理模型提供數(shù)據(jù)，在此基礎上通過機器學習產生更有效且同樣可靠的模型。以今天的生物計算為例，藥物設計最重要的環(huán)節(jié)之一就是自由能計算。如果沒有自由能計算，基于基本原理的設計藥物可能就是一句空話。

為此，鄂維南的團隊用上述方法研發(fā)了高維空間的高效采樣和自由能計算的有效方案RiD。最后，鄂維南發(fā)表了自己對AI和科學計算的展望。“談到人工智能，大家馬上想到的可能是自動駕駛、人臉識別等場景。但接下來，傳統(tǒng)的科學領域將成為人工智能的主戰(zhàn)場。AI for Science 將帶動生物、化學、材料、工程等領域進入新的發(fā)展模式?！?/p>

大會的第二位分享嘉賓是中國科學院院士、美國國家科學院外籍院士、西湖大學校長施一公，他發(fā)表了演講《從生命科學的角度看AI》。在演講中，施一公主要從生物計算方法角度，分享了自己的觀點。施一公表示：“今天的生物計算大會，大家都在談新方法，我認為世界所有方法理論，只有數(shù)學和物理，即使計算機也僅僅是數(shù)學的一種演繹。而生命科學是一個很大的領域，其中的任何一種新技術和方法，都可能帶來很大的變革潛力。”

以單克隆抗體為例，它在1975年出現(xiàn)的時候，僅僅是一種很單一的技術，但現(xiàn)在已經(jīng)創(chuàng)造出超千億美元的抗體藥市場。施一公認為，“計算領域一次次的突破創(chuàng)新，會帶來人類對微觀世界認知的革命，你要想抓住這次革命，就要和它同頻共振，用學術的眼光提前意識到做布局?！?/p>

第三位演講嘉賓是中國科學院院士、上海交通大學醫(yī)學院教授、上海市免疫治療創(chuàng)新研究院創(chuàng)始院長董晨，他以《免疫治療創(chuàng)新—從基礎到臨床轉化》為題，對免疫治療中的AI創(chuàng)新做了介紹。 董晨表示：“免疫學是一個能夠上接天、下落地的全面學科，有非常多的理論，同時也是整個醫(yī)學領域里面發(fā)展最快的領域，這和人類各種疾病都密切相關?！币灾扑帪槔?，免疫方法和免疫性疾病治療在生物制藥的產業(yè)占比非常高——2019年全球銷售最好的十種藥里有五個都是免疫類藥物。

但現(xiàn)在的免疫檢查點治療都普遍存在兩個共性問題：免疫副作用較高和反應率較低。以阻斷T細胞負調控分子提高免疫力手段為例：一方面可能導致病人出現(xiàn)腸炎、心肌炎、皮炎等多個副作用；另一方面，治療反應率也比較低，同一種特效藥物可能對一部分患者有反應，另一部分人則完全沒有效果。而AI和大數(shù)據(jù)可以提供很好的解決途徑：“隨著數(shù)據(jù)越來越多，標簽化越來越細致，就可以幫助醫(yī)院做出更準確的結論預測，幫臨床醫(yī)生將那些治療效果不好的腫瘤病人挑選出來，再選擇其他適合的免疫檢查點或靶點進行藥物開發(fā)和治療?！?/p>

第四位演講嘉賓是中國科學院院士、發(fā)展中國家科學院院士、中國科學院腫瘤與基礎醫(yī)學研究所所長譚蔚泓，他以《基于AI的智能診斷以及多參數(shù)細胞、疾病分型》為題，做了演講。譚蔚泓表示， 生命科學由點及面，有海量的數(shù)據(jù)，同時人類的疾病復雜性、多樣性，要實現(xiàn)高效疾病診療，必須基于海量數(shù)據(jù)和多參數(shù)的表征。他提出，要利用高通量測量技術，結合多個識別疾病標志物的分子探針，對病人樣本進行多到300個疾病標志物分子特征的甄別和定量測定；利用人工智能和大數(shù)據(jù)科學進行解析，從而為疾病診斷提供精準圖譜以判斷各種亞型的特征。接下來，譚蔚泓院士圍繞“分子計算”進行了講解。

他提出了“分子大腦”的概念——人腦強于思維，電腦強于計算。但是電腦計算沒有太考慮分子層面的信息，而在分子層面的理解才是對事物最徹底的理解，尤其是在疾病或者生物領域里。分子計算，是將傳統(tǒng)方法里的“關鍵疾病分子信息提取”、“數(shù)據(jù)計算與分析”、“解讀報告”等進行高效整合，像一個集成電路一樣進行相關的分子識別，其優(yōu)勢就在于可以減少誤差，無需人工輔助就可以直接出報告。因此，分子大腦DNA邏輯回路就像是做一個多功能的“分子醫(yī)生”，將分子層面的識別與信息聯(lián)系起來，甚至還可以模擬人類的獲得性免疫系統(tǒng)。四位院士演講結束后，大會迎來了兩場深度的圓桌對話。

本場圓桌，由百圖生科聯(lián)合創(chuàng)始人&CEO劉維、恒瑞醫(yī)藥高級副總經(jīng)理兼全球研發(fā)負責人張連山、藥明康德聯(lián)席CEO楊青、佐治亞理工學院機器學習中心副主任宋樂、清華大學智慧產業(yè)研究院首席科學家馬維英等五位嘉賓共同參與。劉維的第一個問題是：藥企投入布局AI技術后，AI藥物發(fā)現(xiàn)公司還有哪些新機會？恒瑞醫(yī)藥張連山表示：“事實上，一款藥物從研發(fā)到生產（各個環(huán)節(jié)），市場都存在很多需求。恒瑞希望研發(fā)效率大大提高。但每一種藥并不是對每一個患者都有效，其中精準分析和精準診療都存在大量需求。如果AI技術可以實現(xiàn)治療的精準化，就可以大大降低新藥研發(fā)成本，也讓患者的治療更加有效?！?/p>

張連山補充道，“即使是大藥廠，也有很多需求是他們無法滿足的。必須持開放心態(tài)來做這件事情，一個AI出來就能讓所有化學家失業(yè)？這肯定不是的?！?/p>

佐治亞理工學院宋樂則從學術的角度對這個問題進行了闡述：“在醫(yī)藥行業(yè)，用AI來挖掘、探索靶點，或者是藥物設計問題，都需要多方參與。”而且，AI新藥的真正作用，還需要和各種實驗平臺形成閉環(huán)，這很像互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，用戶數(shù)據(jù)分散在各個社交、購物、咨詢、搜索平臺，只有把這些數(shù)據(jù)聚合在一起，形成數(shù)據(jù)和AI模型的閉環(huán)，才能讓更多人用AI系統(tǒng)來發(fā)現(xiàn)新藥物靶點?！标P于AI在生物計算和其他互聯(lián)網(wǎng)領域的應用，清華大學馬維英也發(fā)表了自己的看法。他表示，2019年進入新藥研發(fā)領域后才發(fā)現(xiàn)，相比其他領域的流程提升和優(yōu)化，AI在生命科學領域，未來十年真的會迎來蓬勃發(fā)展， “例如神經(jīng)網(wǎng)絡逐漸發(fā)現(xiàn)新藥分子，三維結構圖與圖模型在過去三年發(fā)展就非常快。”馬維英表示：不要在紅海繼續(xù)“擰毛巾”，視覺和自然語言理解還有很多事情可以做，將這些技術應用在生命科學領域會有非常大的突破，可以解決醫(yī)藥、智慧醫(yī)療、個性化醫(yī)療等多個問題，這些還都是新的藍海市場?！?/p>

大會的第二場圓桌由薄荷天使基金創(chuàng)始合伙人劉毓文擔任主持，北京大學生命科學學院長聘教授、百奧智匯張澤民，北京大學腫瘤醫(yī)院腫瘤生物信息中心主任吳健民，百圖生科副總裁、原吉利德生物信息和數(shù)據(jù)科學部執(zhí)行總監(jiān)蔣昭實等四位嘉賓參與了討論。在圓桌訪談中，薄荷天使劉毓文主要從AI在蛋白質組、基因組等多組融合的應用價值方面，向各位嘉賓進行了發(fā)問。

北京大學張澤民首先從單細胞的研究方向上進行了舉例，“單細胞研究經(jīng)常需要知道疾病最相關的細胞類型究竟是什么。以腫瘤為例，幾百種細胞類型里，和疾病相關的只有幾類。為了找到這幾類，可能需要對細胞類型有全面的了解，找到每一種細胞的分布情況，AI或許就能提供很直接的幫助，替代人工完成篩查，找到最特異和最有效的新型藥物?！?/p>

北京大學吳健民則從肝癌治療角度進行了介紹。吳健民團隊在應對肝樣腺癌治療的時候，經(jīng)常會碰到轉移程度很快、但治療手段差的問題。通過對患者進行多空間、多點取樣，以及近端淋巴結轉移多組學的研究，和從基因組的亞克隆手段之后發(fā)現(xiàn)，這類病人里面都攜帶一些變異基因，根據(jù)這些基因尋找患者藥物靶點，就可以讓患者得到及時治療。AI可以在未來做更多類似的工作，來解決更多腫瘤患者無藥可治的情形。

百圖生科蔣昭實也表示：“多組學更廣義的問題就是能不能檢測多維度數(shù)據(jù)、這些數(shù)據(jù)能不能整合在一起。過去，蛋白質組學數(shù)據(jù)和基因組學數(shù)據(jù)很難交叉在一起。而AI可以對多位數(shù)據(jù)進行共同分析。此外，不僅可以針對人類組學數(shù)據(jù)，還可以結合病原組學數(shù)據(jù)，這對新的靶點研究都有非常積極的影響?！?/p>

在上午的最后一個環(huán)節(jié)，大會發(fā)布了免疫圖譜卓越計劃并進行聯(lián)盟簽約，百圖生科與維亞生物、和鉑醫(yī)藥等藥物研發(fā)領域的領軍企業(yè)；索智生物、宇道生物等AI藥物研發(fā)企業(yè)；深勢科技、燧坤智能等計算藥物設計平臺；百奧智匯、普瑞基準等前沿組學企業(yè)；及Merck創(chuàng)新中心等大型跨國藥企在內的30余家首批生態(tài)伙伴進行了簽約。在這一生物計算生態(tài)計劃當中，百圖生科將提供自身研發(fā)的核心生物計算引擎和自有數(shù)據(jù)、10億元的資金補貼，與生態(tài)聯(lián)盟合作伙伴共同助力免疫圖譜的繪制。

接下來，“免疫圖譜卓越計劃”將支持一批高質量的轉化醫(yī)學研究項目，聯(lián)合前沿生物技術專家、藥物開發(fā)專家和臨床專業(yè)團隊，打造專業(yè)的“免疫圖譜”，系統(tǒng)探尋癌癥、自免、衰老等疾病的復雜免疫規(guī)律，為高效率的靶點挖掘和藥物設計提供可能。

原文標題：首屆中國生物計算大會在蘇開幕：百位AI新藥產研先鋒，共謀行業(yè)新未來

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責任編輯：haq