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近年來，云計算等數(shù)字創(chuàng)新技術(shù)蓬勃發(fā)展，生成式人工智能（包括ChatGPT）也引爆了全球關(guān)于人工智能的暢想。在國家落實(shí)以高質(zhì)量發(fā)展為首要任務(wù)的新時代背景下，數(shù)字經(jīng)濟(jì)已成為助推中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)勁動力。2023年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》，被業(yè)界評價為“數(shù)字掛帥時代的來臨”。聚焦新藥研發(fā)領(lǐng)域，國家也正積極推進(jìn)人工智能的高水平應(yīng)用。2022年7月，科技部等六部門發(fā)布《關(guān)于加快場景創(chuàng)新以人工智能高水平應(yīng)用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》的通知，提出充分發(fā)揮人工智能技術(shù)在文獻(xiàn)數(shù)據(jù)獲取、實(shí)驗(yàn)預(yù)測、結(jié)果分析等方面作用，重點(diǎn)圍繞新藥創(chuàng)制等領(lǐng)域打造人工智能技術(shù)應(yīng)用場景。

政策鼓勵下，越來越多生命科學(xué)行業(yè)的企業(yè)把目光聚焦到了人工智能和數(shù)字化創(chuàng)新科技，人工智能、數(shù)字創(chuàng)新技術(shù)等的興起也為生命科學(xué)行業(yè)的一次“智變”提供了歷史機(jī)遇。

AI賦能，虛擬孿生開辟生命科學(xué)“智變”

2020年，達(dá)索系統(tǒng)提出“虛擬孿生”的概念。它不僅僅是對現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體的數(shù)字表達(dá)，還包含了數(shù)字化對象經(jīng)過設(shè)計、仿真、驗(yàn)證的演進(jìn)歷史?，F(xiàn)如今，“虛擬孿生”的概念也被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)行業(yè)中，覆蓋從分子合成等研發(fā)流程，到CMC（藥品的化學(xué)、制造和控制）到臨床試驗(yàn)，乃至生產(chǎn)、上市等的新藥研發(fā)全流程。

基于患者的虛擬孿生其實(shí)早有應(yīng)用。早在2016年，達(dá)索系統(tǒng)Living Heart虛擬心臟技術(shù)便被應(yīng)用在中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院心臟內(nèi)科中，通過模擬人體心臟幫助醫(yī)生在特殊心臟病病人手術(shù)前做測試與布局。除了對患者人體的模擬，患者的虛擬孿生也被應(yīng)用于應(yīng)對罕見病或嚴(yán)重疾病臨床試驗(yàn)缺少隨機(jī)對照組的情況。達(dá)索系統(tǒng)Medidata AI合成對照組解決方案能夠通過大數(shù)據(jù)、人工智能的方法形成數(shù)據(jù)對照組，并依托Medidata歷史臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)合成外部對照組，幫助解決臨床試驗(yàn)患者招募等難題。早在2021年，美國食品和藥物管理局 (FDA) 就批準(zhǔn)將此解決方案用于一項(xiàng)復(fù)發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 (rGBM) III 期注冊試驗(yàn)。

虛擬孿生在藥物早期發(fā)現(xiàn)階段也早有應(yīng)用。在藥物發(fā)現(xiàn)階段，研發(fā)人員需要在上萬個分子中篩選出最理想的藥物分子。而依托藥物分子數(shù)據(jù)庫以及對藥性的要求，大數(shù)據(jù)能夠幫助搭建出理想的分子架構(gòu)，也幫助研究人員了解分子及其應(yīng)對病毒時的穩(wěn)定性。2021年， 達(dá)索系統(tǒng)BIOVIA及其學(xué)術(shù)合作伙伴巴黎大學(xué)的研究人員為更好地設(shè)計疫苗并預(yù)測不同變體的影響，利用達(dá)索系統(tǒng)BIOVIA Discovery Studio更深入地了解了刺突蛋白結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的信息。研究人員從接受治療的新冠患者身上提取抗體，對抗體進(jìn)行測序，并使用BIOVIA Discovery Studio構(gòu)建抗體的三維模型，最終研究抗體是否將與刺突蛋白相結(jié)合、中和。BIOVIA Discovery Studio通過建模研究蛋白的三維結(jié)構(gòu)，讓蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)重現(xiàn)生機(jī)。

此外，在生產(chǎn)過程中，還有包括像制藥工藝，流水線，物流，質(zhì)量管理等方向的工廠生產(chǎn)虛擬孿生。2020年，達(dá)索系統(tǒng)SIMULIA利用氣流、暖通的仿真模擬技術(shù)幫助武漢雷神山病房設(shè)計暖通系統(tǒng)被中央電視臺新聞聯(lián)播報道，為避免病房之間病毒傳播，以及周圍城市居民之間病毒的傳播做出貢獻(xiàn)。

“虛擬孿生”緊貼國家產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的發(fā)展課題，落實(shí)到生命科學(xué)行業(yè)，可以看到虛擬孿生是突破新藥創(chuàng)制瓶頸的 “利器”之一。

加速實(shí)驗(yàn)室流程，統(tǒng)一數(shù)字平臺助力藥物發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理

實(shí)驗(yàn)室是生命科學(xué)領(lǐng)域藥物研發(fā)的重要陣地。實(shí)驗(yàn)室工作流程的統(tǒng)一數(shù)字化將最大限度地減少工作量，允許藥物研發(fā)人員投入更多時間于數(shù)字工具解讀的關(guān)鍵洞察，從而做出明智決策。

實(shí)驗(yàn)室的日常工作流程包含各級管理和規(guī)劃過程。然而，研究數(shù)據(jù)表明，研究人員在日常工作當(dāng)中，只有23%的時間是真正用在實(shí)驗(yàn)操作中，而其余時間會花費(fèi)在會議、分析數(shù)據(jù)、記錄實(shí)驗(yàn)、書寫報告、計劃實(shí)驗(yàn)等流程中。另外，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營中，數(shù)據(jù)分散、且基于紙張的流程容易出錯，會導(dǎo)致研究效率低下以及合規(guī)風(fēng)險。多方參與的情況下，往往還會導(dǎo)致工作流之間無法互聯(lián)，為數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性帶來隱患。

BIOVIA ONE Lab解決方案基于統(tǒng)一的一體化平臺，能夠支持ELN、LIMS、LES、庫存管理和儀器管理等多種解決方案的集成，最大限度地優(yōu)化流程。通過統(tǒng)一平臺管理多個過程和檢查點(diǎn)，其不僅能改善數(shù)據(jù)分析，還能更好地把實(shí)驗(yàn)室信息集中起來，讓信息之間良好交互。通過大平臺打通數(shù)據(jù)，研究人員能夠在多個層級上建立信息流，通過任務(wù)分配和執(zhí)行實(shí)現(xiàn)更為便利的追蹤，減少重復(fù)工作，減少交流失誤。

實(shí)驗(yàn)室每天都在產(chǎn)出大量數(shù)據(jù)。越來越多藥企要求基于這些數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的分析和挖掘。通過BIOVIA ONE Lab已有的數(shù)據(jù)挖掘工具和分析工具，能夠把不同業(yè)務(wù)單元中的數(shù)據(jù)整合起來，通過建模、人工智能等方式幫研究人員生成更多洞察，輔助做出明確的決策。

BIOVIA ONE Lab解決方案是一個統(tǒng)一集成的平臺。如果把它看成一套手機(jī)操作系統(tǒng)，那么其中的解決方案就是各個功能對應(yīng)的模塊。其從物料設(shè)備、儀器設(shè)備，再到最終數(shù)據(jù)處理都有單獨(dú)的模塊，可針對實(shí)際需求選用。比如，如果針對研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，只需要在平臺上把BIOVIA Workbook和注冊系統(tǒng)搭建起來。如果涉及到分析的運(yùn)用，則會涉及到分析方法的編輯和執(zhí)行方面的系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計，BIOVIA的客戶們已經(jīng)通過精簡工作流程實(shí)現(xiàn)了高達(dá)35%的效率提升。換言之，BIOVIA ONE Lab解決方案能夠顯著提升產(chǎn)品研發(fā)中實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和程序的效率、準(zhǔn)確性和可靠性，成為生命科學(xué)組織加速新療法上市的有力支持。

抓時代機(jī)遇，賦能生命科學(xué)數(shù)智升級

隨著生命科學(xué)行業(yè)競爭不斷加劇，國內(nèi)外藥企或豐富藥品管線，或轉(zhuǎn)而瞄準(zhǔn)精準(zhǔn)醫(yī)療的缺口發(fā)力，期以找到突破口，進(jìn)而從激烈的競爭中脫穎而出。面對高風(fēng)險、高投入、周期長這“三座大山”，能夠在 “千軍萬馬過獨(dú)木橋”的新藥研發(fā)過程中加快研發(fā)效率及數(shù)據(jù)洞察，同時滿足與時俱進(jìn)的監(jiān)管法規(guī)，將成為一眾藥企、CRO以及CDMO等的核心競爭優(yōu)勢，而人工智能及數(shù)字化工具將在其中發(fā)揮巨大支持作用。

從藥物發(fā)現(xiàn)，到開發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)控轉(zhuǎn)型，達(dá)索系統(tǒng)BIOVIA致力于提供覆蓋藥物全生命周期的數(shù)智創(chuàng)新解決方案，與Medidata等品牌一起共同為生命科學(xué)行業(yè)提供數(shù)字化解決方案，賦能生命科學(xué)行業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型中的突破創(chuàng)新，助力 “數(shù)智升級”。