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如何为人工智能提供毒品

时间:2023-03-09 11:15:37 网络应用技术

  简介:今天,首席执行官注意到与您分享人工智能如何协助药物开发。如果您可以解决您现在面临的问题,请不要忘记注意此网站。让我们现在开始!

  本文目录清单:

  1.人工智能药物设计2.人工智能技术的特征是什么?为什么更大的海湾生物使用人工智能来增强药物开发?3。AI是否代替药物化学家?帮助研发新药,在46天内工作八年。4.人工智能在药物研究和开发中的应用(上):AI和药品场景如何“适应”彼此?人工智能(AI)越来越多地用于药物开发过程中。有些观点认为,人工智能可以极大地使用人工智能促进药物研究和开发,而其他人仍然有保守的态度,可以等待并了解AI技术的影响。实际上,大多数人的态度可能在两者之间,但是很明显,AI技术对科学家有很大的影响本文总结并总结了许多国际专家在小分子药物中应用AI技术的观点。

  除技术问题外,药物研究和开发中人工智能的最大挑战是培养相关人员的适当思维方式和相应的文化氛围,以便他们愿意应用这些计算模型并使用其结果。药物设计领域,利益相关者包括来自各个学科的研究人员和商人,以及机器学习方面的各方的认识都不相同。要做到这一点,我们必须首先认识到各种利益相关者的不同经验,然后发展普遍的条款和规范在大学阶段,为了促进这一趋势,教育和指导学生需要批判性思维,以使他们反思自己,宽容其他思维方式,而学生可以从同事(包括其他研究领域的人员)或广泛的受众解释中解释。哪些领域可以AI扩展并支持相关的开发(而不是替代方案)。

  制药公司已经开始采用与AI相关的技术和各种机器学习方法,但并没有按下所有可以理解的AI下注。考虑药物开发的复杂性和监管特征,建议采取好奇和谨慎的态度尝试。这需要很长时间开发药物设计中的AI应用,但是AI可以提高所涉及的各种研究过程的效率并减少研究文化之间的障碍。

  分子描述符和分子指纹

  1.1 Mumory描述符和分子指纹概念

  1.2分子描述符类别和特征

  1.3分子指纹的类别和特征

  2.分子描述符/指纹计算软件

  2.1分子表示法和格式

  2.1.1微笑,智能,SDF,Mol,Mol2,PDB

  2.1.2 JEM编辑,Chemdoodle,Chemaxon,ChemDraw,药品银行

  2.2 RDKIT和环境部署简介

  2.3如何在rdkit中操作分子

  2.4 RDKIT中描述符的计算和存储

  2.5开放式和环境部署简介

  2.6 OpenBabel操作分子和格式转换

  2.7张子贝尔中的分子描述符和指纹

  2.8 Chemdes计算分子描述符和

  2.9 Chemdes计算分子指纹

  2.10 chemdes中的格式转换

  2.11化学中的分子优化

  2.12 Pybiomet引入了环境部署

  2.13获得的分子

  2.14 pybiomed计算分子描述符

  2.15 pybiomed计算分子指纹

  2.16 pybiomet计算的蛋白质描述符

  2.17pybiomed计算核酸描述符

  2.18 pybiomet计算的交互式描述符

  结构预处理和数据预处理

  3.1 pybiomet预处理

  3.2化学结构预处理

  3.3刀结构预处理

  3.4 Excel数据预处理和注意力问题

  3.5刀具数据预处理

  3.6熊猫环境配置和基本操作

  3.6 Sklearn数据预处理

  3.7归一化和空价值处理

  简要介绍和分类算法

  4.1药物设计中人工智能中常用算法的简介

  4.2常见算法实施软件或工具简介

  5. knime软件简介

  5.1 KNIME软件功能和界面

  5.2 KNIME软件构造基本计算任务

  5.3 KNIME软件社区支持

  5.4 knime软件自定义插头-in

  5.5 KNIME软件第三方支持

  功能选择

  6.1基于Sklearn的功能选择

  6.1.1相关分析,相关图

  6.1.2单个变量特征选择和选择K功能

  6.1.3递归功能删除

  6.2基于刀工艺的特征

  6.2.1相关分析,相关图

  6.2.2单个变量功能选择

  6.2.3递归功能删除

  7.模型评估和解释

  7.1返回模型和分类模型评估指标

  7.2评估应用域

  7.3基于树模型的解释

  介绍

  8.1 ADMET概念和含义

  8.2基于人工智能的ADMET虚拟评估方法的进度

  8.3 ADMET计算资源(AdmetLab,Admetsar等)

  9. knime软件构建ADMET模型

  9.1 knime软件配置相关插件-in

  9.2 CACO-2细胞通透性数据概述

  9.3结构预处理

  9.4描述符和指纹的计算

  9.5 SVM模型构建和参数调整

  9.6 RF模型体系结构和参数调整

  9.7 RNN模型构建和简单的超级调整调整

  10. ADMET计算软件和实践练习

  10.1 AdmetLab(v1.0和v2.0)计算平台使用

  10.2 Admetsar计算平台使用

  10.3本地模型调用和预测

  噪音过滤和相似性搜索

  11.1 fafdrugs4过滤

  11.2指纹和相似性计算

  11.3瑞士相似性类似搜索

  12.机器学习模型的构建和预测

  12.1收集GRK2化合物(解释过程)

  12.2计算适当的分子表示

  12.3算法和功能选择

  12.4模型构建和评估

  12.5应用程序模型过滤器复合库

  13.分子对接

  13.1蛋白质制备

  13.2小分子预处理

  13.3瑞士船坞的应用

  14. ADMET评估

  14.1 ADMETLAB计算和评估

  14.2确定相关特性的参考范围

  14.3评估并确定命中。

  人工智能的发展已经从被动,单一,随机,全面和准确的变化。特征有三种类型:有三个类别:

  1.从被动人工知识存储和表达到人机合作和整合,积极分析和过程;

  2.从单点,线,面,到整个系统和整体环境,全面学习;

  3.从专注于个人智能到基于Internet和大数据的小组情报。

  大湾生物学将人工智能技术整合到新药的开发中,破坏了“高投资,高风险和长期批评”的局势。在新的药物研发阶段,大湾生物可以大大缩短研发时间,并平衡研发的成本。显着降低了列出新药的风险。

  新药的开发一直是一个消耗时间和金钱的复杂项目,但是现在,科学家似乎已经找到了开采人工智能技术的方法。

  根据“麻省理工学院科学技术评论”杂志在9月3日报道的说,在AI技术的新药物研究和开发中,人工智能制药初创公司Insild Medicine与多伦多大学的科学家合作开发了新的目标药物,从研究和发展的开始仅花了46天的时间才能完成初步生物学验证。这项研究的结果已在本周的“自然生物技术”杂志上发表。

  这项里程碑研究证实,AI技术可以帮助加速药物开发,这意味着专利保护期延长了,从而改善了药物开发的经济性。如果可以促进这种方法,则该方法将被制药行业广泛使用。

  AI协助将8年的药物研发时间缩短到46天

  基于两种流行的人工智能技术来建立对抗网络并加强学习,该团队在这种药物开发加剧的张力和加强学习中引入了新的AI系统(GENTRL)。

  研究人员选择使用DDR1激酶(一种在上皮细胞中表达的酪氨酸激酶)作为靶标,它是一种与组织纤维化疾病密切相关的蛋白质。确定靶标后,GENTRL系统在21天内设计了30,000个不同的分子结构,并在21天和然后,检查了已知的分子,这些分子在先前的研究和专利中都起着药物靶标的作用,并优先筛选实验室中的新新的。分子结构。

  “深度学习可以迅速识别和有效的DDR1激酶抑制剂”的研究和开发结果已发表在“自然生物技术”杂志上。《自然生物技术》杂志的screenshot

  在由GentRL设计的六个候选DDR1抑制剂中,在生化分析中激活了4种化合物。在体外细胞实验的下一个阶段,四种活性化合物具有两种类型的DDR1抑制功能,可以有效地减少与纤维化有关的符号含量通过比较,在小鼠实验中已成功验证了最潜在的化合物之一。

  从最初的目标确定,潜在的新药分子结构筛选,合成到临床前生物学验证,GentRL系统需要完成至少8年的传统药物研发方法,仅46天。

  迈克尔·莱维特(Michael Levitt)迈克尔·莱维特(Michael Levitt Michael Levitt)于2013年在斯坦福大学(Stanford University)的结构生物学教授,他评论说:“本文无疑是一个令人印象深刻的进步,很可能适用于许多其他药物设计问题。根据最先进的增强性学习,我也是这项研究的广度给人留下了深刻的印象,因为它涉及分子建模,亲和力测量和动物研究。”

  AI替代药物学家正在成为主流

  “麻省理工学院科学技术评论”杂志指出,这项里程碑研究可能会改变面对新药研究和开发的“时间 - 耗费和劳动力密集型”的困境。

  这项里程碑研究可能会改变新药研究和开发面临的困境。根据《麻省理工学院科学与技术评论》杂志的规定

  “人工智能将对制药行业产生革命性的影响。我们需要更多的实验验证结果,以加速这一进展,”人工智能领域的人工智能教授,瑞士人工工智能研究所教授。

  众所周知,将新药推向市场需要高昂的金钱和时间成本。根据Tutz Piner开发研究中心(Tufts of Drug Develoge Develops开发研究中心)的数据,新药可能需要10年,高达26亿美元,大多数候选药物将在测试阶段的失败中结束。

  因此,降低研发周期和经济成本对于制药研究和开发活动的成功至关重要。根据《福布斯》杂志,使用Insilicon Medicine的方法,该药物的研发成本仅为15万美元。

  Insilicon Medicine希望可以将AI深度学习带入药物研究和开发中。

  能源部人类基因组计划的首席科学家兼波士顿大学教授查尔斯·坎托(Charles Cantor)表示,关于人工智能AI在改善新医疗工具的医学护理和开发新医疗工具方面的前景有许多夸张的主张。最近发表在《自然生物技术》杂志上的发表确实很重要。

  它首先证明了人工智能可以取代药物化学家通常扮演的角色,而这种角色通常没有足够的人力。其次,药物开发速度的加速意味着延长专利保护期,从而改善了药物开发的经济。

  当然,对于全球药物研究和开发而言,这只是第一步。尽管这是一个里程碑,它显示了识别人工智能候选药物的潜力,但仍需要多年的临床试验和数百万美元才能进行调查。潜在药物被批准用于治疗。

  AI技术可以快速识别有效的DDR1激酶抑制剂。

  “本文是我们人工智能驱动的药物研发道路上的重要里程碑。我们在2015年从事AI合成化学的工作,但是当Insilicon的理论论文在2016年发表时,每个人都怀疑这一点。正在成为主流,我们很高兴它在动物实验中得到了验证。当这些模型融入一个全面的药物研发过程中时,它们适合许多目标。我们与领先的生物学有关。技术公司的合作。将进一步促进合成化学和合成生物学的极限,”该论文的第一作者,创始人兼首席执行官Alex Zhavoronkov,Insilico Medicine的创始人。

  编辑Lu Yanfei

  近年来,人工智能(AI)已被广泛用于多个行业,这完全改变了社会生活的许多领域。

  在传统的药品行业中,AI也有许多应用。AI逐渐应用于药物发现,虚拟筛查,复合设计和合成,ADME-T特性以及物理和化学性质的目标发现,药物临床测试设计,管理,管理,管理,管理,患者招募,药物警告应用以及现实世界证据产生以及其他过程以及其他过程以及其他过程。

  那么,AI的逻辑是什么应用于药品?AI如何改变药物研发?如何应对制药行业的效率挑战?本文分为上一部分。本文重点介绍了制药行业的多学士学生中AI的挑战。

  药物被困

  从制药行业的困境开始。

  在过去的几十年中,许多科学,技术和管理因素取得了长足的进步,这有助于提高药物研究和开发的生产率(RD)。但是,自1950年以来,RR 10亿美元批准的新药数量&D投资每9年减少了一半。这种趋势在60年内非常稳定,被称为Eroom定律,该法律称为制药行业。新药的开发成本越来越高,并且药物开发正面临严重的生产力危机。

  有三种对反芒法律的主要解释,即低阶水果假设(取消的水果),监管障碍(新药声明的监管要求不断增加)和研发模型。解释很难改变客观事实。因此,是否有更好的药物研发模型?这是制药行业一直在想的问题。

  尽管制药行业正处于生产力的困境中,但它也面临数据困境。

  随着整个社会的数字和信息的快速发展,药物研发设备的升级以及长期积累的积累,越来越多的药物研发和开发数据可用于分析和处理常规的所有数据在一定时期内的方法和软件工具。面对大量大数据,静止统计越来越没有准备好。《药物公司》正在经历数字化转换,并生成了大量数据。结果,对数据处理的需求不断增长现有的数据分析功能之间的矛盾促进了制药行业的一种新方法。

  人工智能的橄榄枝

  2016年3月,AI计划Alphago击败了著名的韩国国际象棋球员Lee Shishi,这是AI开发历史上的一个里程碑。这一事件加速了AI在社会生活的许多领域的探索和应用,也允许制药行业为了看到提高药物R&D的生产率的希望,启动了制药行业的AI技术测试。经验科学不再是唯一的选择,并且在舞台上逐渐发现了以数据为中心的药物。

  在接下来的几年中,AI药品逐渐“加热”,概念验证研究继续进行,大量资本涌入了AI驱动的生物技术初创公司,制药公司和AI生物技术公司和AI Technology suppories的一些资本,以及更多的领先的高管。领先的制药公司认为,AI不仅是由领先的化合物发现的工具,而且是促进生物学研究,发现新的生物学靶标和开发新疾病模型的更常见的工具。

  AI在药品的多尺度中扩展

  几年来,AI一直在尝试将几乎所有过程和链接应用于药物开发,主要在以下方面:

  / /目标确认

  靶标确认是药物开发的关键步骤,也是最复杂的一步。在目前,大多数药物靶标是蛋白质。通过机器学习方法,从蛋白质的原始信息中提取了特征,并构建了准确稳定的模型以推断,预测和分类。它已成为目标研究的重要手段。从患者的样本和大量的生物医学数据中提取基因组学,蛋白质组,代谢组等之间的差异,并分析具有深度学习的非疾病和疾病状态之间的差异。。

  / /基于面板的药物发现

  在过去的三十年中,基于靶标的药物发现一直是药物发现的主要方法。近年来,发现基于表型的药物(直接使用生物系统直接筛查新药筛查)引起了人们的注意。机动学学习可以连接细胞类和化合物在表型筛查中,并获得一系列目标,信号途径或遗传疾病关联。AI的强大图像处理能力可以整合生物系统的所有形态特征,系统地研究药物的潜在方法和信号途径,并扩展生物学对疾病的理解。

  / /分子产生

  机器学习方法可以产生新的小分子。AI可以通过研究大规模化合物或药物分子来获得复合分子结构和药物特性的定律,然后根据这些定律产生许多从未作为候选者存在的化合物。

  / /化学反应设计

  AI当前获得的化学领域之一是对化学反应和合成路线的建模和预测。AI可以将分子结构映射到机器学习算法的形式中。基于已知化合物的结构,它形成了多个合成途径,并建议最好的合成路线。在给定反应的情况下,深度学习和迁移学习可以预测化学反应的结果。探索新的化学反应。

  / /复合筛选

  AI可以模拟化合物的化学结构和生物活性之间的关系,以及预测化合物的机制。一个典型的例子是,麻省理工学院的研究人员基于深度学习发现了新的抗生素。研究人员已经训练了一个可以预测分子的深神经网络具有抗菌活性。它将在几天内筛选超过1亿种化合物。根据该模型的预测分数,将其排名。抗生素有很大差异。

  / / adatet属性预测

  药代动力学的性质不是理想的,它是临床研究中药物研究和开发失败的主要原因之一。深度学习可以自动识别化合物的相关特征,评估多个ADMET参数之间的隐藏关系和趋势,并预测化合物的细胞渗透性和溶解的性质。

  / /药物临床试验

  新药物开发中最多的投资是临床试验阶段。AI在AI的设计,管理和患者招聘中具有应用潜力。自然语言处理技术可以从各种结构化和非结构化数据类型中提取信息,以找到符合临床试验标准的人;它们还可以用来将各种大数据集关联并找到变量之间的潜在关系。解决患者和测试的匹配。Novartis使用了机器学习算法监测和管理所有临床试验。

  / /毒品警报

  人工智能将影响传统的药物警告。随着严格的监管要求和提高患者安全意识,药物警告的工作量和成本大大增加。EAI可以自动化收到报告的整个过程中的不良药物反应,优化工作药物警告并降低成本。基于AI系统,可以通过预测能力进行药物风险评估。

  / /现实世界研究

  人工智能的进度提供了一种新的策略来分析大型多维RWD(现实世界数据).AI可以识别真实世界数据的内部连接,生成新的假设,并为临床试验提供新的信息。最新情况是通过分析现实世界数据,AI可以找到不会影响测试的总生存期风险比的风险比率,从而扩大了临床试验的范围。

  AI在药物开发中的应用还包括物理和化学预测,药物重定向以及在制备开发中的应用。

  问题

  AI在药物开发中的应用远非平稳的航行,这是AI如何与药品场景“适应”的问题。

  对于制药行业,乘坐AI道路并穿着AI鞋。AI方法对其适用对象的相关条件有许多要求。只要传统的药物研发和开发需要必要的硬件设备和必要的环境设施(例如科学仪器设备),实验室等),基于AI的药物研发需要数据,算法和计算能力。其中,数据要求是最严格的。

  传统的药物研发主要是实验科学。数十年来,药物研发数据的记录,治理和存储是基于实验,并根据实验的需求进行了调整。数据是实验的“关联”。作为虚拟科学,计算科学和数据科学领域的一种方法,AI直接从数据和数据首先开始。它具有对数据的格式,标准,质量和数量的内部要求。在这种情况下,使用传统的药物研发模型直接使用AI的数据通常会遇到困难。

  对于AI,进入药品的家应该遵循药物定律。例如,药物的开发是多维同步优化的过程。鉴于数据的规模和复杂性,基于AI的药物研究和开发通常需要重写机器学习算法而不是简单地调用。AI和Pharmaceuticals的核心业务,即制药行业的核心业务的深层整合,需要更深入行业理解和更高的技术准确性。尽管AI可以从大量已知论文和实验数据中挖掘新知识,但它已根据学术经验改变了传统的研究方法。但是,该方法的准确性,解释性和重复性需要提高。

  此外,传统的药物研发模型具有相对合理的监管政策和行业系统。作为一种新模型,制药行业中AI的应用探索还需要相应的行业政策和系统来标准化和指导。

  wenzhi yaowang hou xiaolong

  来源中国食品和药物网络

  结论:以上是首席执行官注释如何引入人工智能的所有内容。我希望这对每个人都会有所帮助。如果您仍然想进一步了解这一点,请记住收集并关注此网站。