全球健康藥物研發(fā)中心（GHDDI）于2020年12月21日正式對外開放三個人工智能藥物研發(fā)（AIDD）平臺在線服務(wù)，包括：COVID-19 人工智能虛擬篩選平臺、ADMET預(yù)測評估平臺和基于靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)的人工智能超高速虛擬平臺。這三大平臺將免費(fèi)開放給世界范圍的高校和制藥行業(yè)，為其提供新冠小分子藥物虛擬篩選、ADMET成藥性綜合預(yù)測和評估以及基于蛋白質(zhì)靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)的虛擬篩選等在線服務(wù)，加速和賦能藥物研發(fā)。GHDDI 會不斷更新并逐步開放更多AIDD模塊，整理開放源代碼和Github文檔博客，以最高效的方式向全球同步分享研發(fā)成果和行業(yè)知識經(jīng)驗(yàn)。

早在1月29日，GHDDI人工智能研發(fā)團(tuán)隊（GHDDI-AIDD）便緊急上線針對新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）研究的一站式科研數(shù)據(jù)與信息共享平臺 “Targeting COVID-19”。該團(tuán)隊通過運(yùn)用人工智能自然語言處理技術(shù)對全球范圍內(nèi)的新冠藥物研究進(jìn)展進(jìn)行采集和整理，并將所采集的信息進(jìn)行挖掘分析，進(jìn)而結(jié)構(gòu)化拓充這一領(lǐng)域的知識譜系?；谶@種結(jié)構(gòu)化知識譜系，團(tuán)隊利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法整合不同維度和尺度的生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型，全面驗(yàn)證并回答從微觀到系統(tǒng)整體不同層面的問題，進(jìn)而助力科研人員加速新冠藥物研發(fā)。此次推出這三種新的人工智能藥物研發(fā)平臺在線服務(wù)是GHDDI的又一抗疫舉措。

COVID-19人工智能虛擬篩選平臺

該平臺是一種小分子藥物虛擬篩選平臺，目前已上線三個模塊：基于配體的虛擬篩選模型，基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬篩選模型和高級搜索引擎?；凇癟argeting COVID-19”平臺中的70,000多化合物歷史數(shù)據(jù)，COVID-19人工智能虛擬篩選平臺已搭建了針對新冠靶標(biāo)活性、表型活性、抗病毒選擇性等不同維度的深度學(xué)習(xí)模型，為全球新冠科研工作者提供了免費(fèi)的藥物虛擬篩選工具。 

平臺鏈接：http://aidd.ghddi.org/covid19/

▲ 基于多尺度網(wǎng)絡(luò)的虛擬篩選模型流程示意圖

ADMET預(yù)測評估平臺

藥物的ADMET性質(zhì)（吸收、分布、代謝、清除和毒性），是藥物研發(fā)管線的關(guān)鍵考量維度。GHDDI-AIDD團(tuán)隊通過匯總不同藥物研發(fā)管線的成藥性經(jīng)驗(yàn)，針對共同且關(guān)鍵的ADMET性質(zhì)收集了超55萬條高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了49個深度學(xué)習(xí)預(yù)測模型，并通過ADMET預(yù)測評估平臺免費(fèi)對外開放。新藥研發(fā)工作者只需上傳化合物結(jié)構(gòu)或列表，即可一鍵式全面預(yù)測ADMET性質(zhì)，并進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)測和綜合成藥性評估。該平臺更多模塊持續(xù)開放中。

平臺鏈接：http://aidd.ghddi.org/admet/

▲ ADMET成藥性預(yù)測評估模型總匯

基于靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)的超高速虛擬平臺

為有效減少基于物理模型的計算機(jī)輔助藥物設(shè)計中“經(jīng)典力學(xué)力場的理論誤差”和“巨大算力消耗”等問題，GHDDI-AIDD自主研發(fā)的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)深度學(xué)習(xí)虛擬篩選模型，利用蛋白靶點(diǎn)3D結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和近200萬靶點(diǎn)-小分子活性數(shù)據(jù)，直接使用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造蛋白質(zhì)活性位點(diǎn)和小分子的增廣網(wǎng)絡(luò)代替分子對接，在185個靶點(diǎn)的訓(xùn)練和回溯驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中得到平均AUC=0.945的結(jié)果，并且在計算效率工程方面有很大突破，為單GPU一天1400萬化合物，相較物理分子對接節(jié)省近千倍算力。

平臺鏈接：http://aidd.ghddi.org/sbvs/

▲ 基于靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)的超高速虛擬篩選平臺建模方法示意圖

自新冠疫情暴發(fā)以來，GHDDI始終致力于加速新冠藥物研發(fā)。截至2020年12月，“Targeting COVID-19”平臺已經(jīng)迭代了600多個版本，除增加中文版功能之外，還隨著新冠科研動向增加了每日自動更新的自主進(jìn)化功能和模塊，包括新冠小分子藥物體外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模塊[1]、基于自然語言自動化算法的新冠臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總和挖掘模塊[2]及文獻(xiàn)推薦模塊[3]。這些模塊為科研人員獲取新冠藥研相關(guān)的小分子藥物抗新冠活性動態(tài)、臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及相關(guān)文獻(xiàn)內(nèi)容提供了便利。

秉承“科技向善（Tech for Social Good)”的原則和“為了全球更多人的健康”的夙愿，GHDDI積極推動醫(yī)藥結(jié)構(gòu)化知識數(shù)據(jù)與人工智能算法在開源社區(qū)中的自主進(jìn)化，促進(jìn)人工智能技術(shù)良性發(fā)展并最大程度實(shí)現(xiàn)制藥領(lǐng)域的知識開放與社群協(xié)作。未來GHDDI還將開放更多的資源，與創(chuàng)新藥研發(fā)機(jī)構(gòu)共同助力全球新藥研發(fā)。

[1]https://ghddi-ailab.github.io/Targeting2019-nCoV/preclinical/

[2]https://ghddi-ailab.github.io/Targeting2019-nCoV/clinical/

[3]https://ghddi-ailab.github.io/Targeting2019-nCoV/research_progress/

使用反饋及交流合作，歡迎洽詢：aidd@ghddi.org

致謝：

清華大學(xué)工業(yè)開發(fā)研究院：付小龍

阿里云：孫相征 何萬青 李貝

浙江大學(xué)智云實(shí)驗(yàn)室：陳文智 張紫徽 郭曄 徐鋒 張華 鄭強(qiáng) 袁書宏 云霞

前端：王超

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