探索 AI 在药物研发领域的最新进展。M2LLM 通过多视角学习更深刻地理解分子;机器学习力场(MLFFs)以经典力场的速度实现量子化学精度,加速分子动力学模拟;HealthFlow 则展示了 AI 如何通过“复盘”机制,像顶尖研究员一样从失败中自主进化其研究策略。
本文介绍了三项 AI 在药物研发领域的最新进展。CAML 模型通过分析基因的“邻居”来精准预测蛋白质功能;Q-MOL 将蛋白质建模为柔性的“能量地形图”,以极高的命中率发现隐藏的药物结合位点;同时,文章探讨了未来药物组合预测必须从二维信号通路图转向三维蛋白质结构战场,强调了 AI 在理解分子间相互作用中的核心作用。
本文探讨了 AI 在药物研发领域的最新进展。介绍了一个能理解复杂病历的医学 NLP 模型 MedTE,一种将分子对接视为博弈游戏的新算法,以及一个能预测三维化学反应的基础模型 Uni-Mol3,展示了 AI 如何从文本理解、分子对接到反应预测等多个维度加速新药发现。
本文速览三篇 AI 药物研发领域的最新研究。FRATTVAE 像化学家一样用片段和树状结构生成复杂分子;AgentD 利用大语言模型构建自动化药物发现流水线;VN-EGNNrank 则通过配体信息精准定位蛋白质结合位点,展现了 AI 在分子生成、流程自动化和靶点发现方面的巨大潜力。
本文深度解析了 AI 药物研发领域的五项最新进展。内容涵盖利用多模态融合与对比学习构建生物医学知识图谱,通过多任务学习解决 ADMET 预测的数据稀疏问题,以及结合视觉语言模型提升分子属性预测精度。此外,还探讨了分子语言模型的规模效应,并介绍了一种融合多种分子数据的预测新框架。
探索 AI 在药物研发领域的最新进展。文章剖析了如何利用经过严格筛选的 AI 预测结构数据训练亲和力模型,其效果可媲美真实实验数据。同时,深入探讨了如何运用强化学习等策略约束生成式 AI,使其设计出真正有用的药物分子。最后,介绍了 aiXiv 平台,一个由 AI 自主审稿和发表论文的自动化科研新概念。
探索 AI 制药领域的最新进展。DREAM-GNN 通过双通道图神经网络革新了老药新用;DecoyDB 利用高质量的「错题集」数据集,通过对比学习显著提升了分子结合亲和力预测的准确性;计算与 AI 正通过变构调节、靶向蛋白降解等新策略,将「不可成药」靶点变为可能。
ReactionSeek 框架利用大语言模型(LLM)和巧妙的提示工程,实现了化学文献信息的自动化、高精度提取。 “Prompt-to-Pill”框架则构建了一个由中央 AI 协调的智能体团队,试图将从分子设计到虚拟临床试验的漫长流程整合成一条自动化流水线。最后,一种嵌套学习框架通过引入物理学的“现实检验”,成功地让生成式 AI 设计出可合成且在湿实验中有效的全新药物分子。
PACTNET 通过赋予 AI 模型看见分子整体“拓扑形状”的能力,显著提升了图神经网络的预测准确性。Seekrflow 平台则将机器学习力场与增强采样方法无缝整合,实现了药物 - 靶点结合动力学参数的自动化、高通量预测。最后,H-MoE 框架通过创建一套“企业化”的 AI 架构,智能地将不同分子分派给“专家模型”处理,以更接近人类化学家直 D 觉的方式解决了广阔化学空间的表征难题。
SmilesT5 通过专为化学家设计的预训练任务,证明了“聪明”的训练远比“暴力”的数据更有效。一篇 Nature 论文展示了 AI 智能体主导的“虚拟实验室”框架,成功设计出新冠纳米抗体。同时,研究揭示 AlphaFold3 在处理构象模糊性时存在根本局限,而 SKiM-GPT 和序列预测模型则分别为文献假说验证和 PPI 药物发现带来了革命性工具。
UniDock-Pro 利用 GPU 加速,在一个统一平台上首次整合了基于结构、配体和创新的混合虚拟筛选模式,实现了前所未有的筛选效率。XenoSignal 则利用 AlphaFold3 对异种移植模型中的人 - 鼠细胞相互作用进行原子级精准预测,深刻影响临床前研究的解读。最后,TorchANI-Amber 通过巧妙的接口,让经典分子动力学软件 Amber 能无缝调用 AI 神经网络力场,实现了量子精度的大规模生物分子模拟。
Schrödinger 新发布的 Glide WS 通过显式处理结合位点的水分子,显著提升了分子对接的准确性。新方法利用神经网络迭代式地发现反应路径,而 MEVO 则巧妙地将分子生成与进化策略结合。ChemDFM-R 让 AI 真正理解官能团,同时研究表明 LLM 能加速合成健康数据创建,但离不开人类专家的监督。
三种创新算法在药物化学中的应用:GP-MOBO 引入 Tanimoto 核,实现高效多目标分子优化;LABind 利用交叉注意力机制,开展配体感知的蛋白质结合口袋预测;B3clf 通过智能重采样技术,提升血脑屏障预测准确性。助力化学家快速筛选高质量候选分子,加速药物研发进程。
DILIGeNN 通过引入精细的 3D 化学特征,显著提升了图神经网络在药物性肝损伤(DILI)预测上的性能。GHCDTI 则利用图小波变换和对比学习,首次在药物 - 靶点相互作用预测中考虑了蛋白质的动态柔性。最后,默沙东的研究证明,结合公共与内部数据并采用多任务学习,可以有效改善 ADME 模型的泛化能力。
研究者通过从头计算设计,成功将热门靶点膜蛋白 CCR8 改造为水溶性蛋白,为 GPCR 药物研发扫清障碍。SEAL 模型则通过创新的分段式归因方法,解决了图神经网络(GNN)在分子性质预测中的“黑箱”问题,使其结果直观可信。最后,CMCM-DLM 框架利用即插即用的控制模块,实现了在不重新训练模型的条件下,对分子生成进行结构和属性的双重精准控制。
FROGENT AI 智能体尝试打通从靶点发现到分子设计的自动化全流程;BLISS 框架则巧妙利用公开的 pQTL 摘要数据,构建了强大的多族裔蛋白预测模型,以解锁新的药物靶点;而 NetMD 通过图嵌入和时间规整技术,为比较和分析复杂的分子动力学轨迹提供了全新的无监督解决方案。
一项针对九大主流 LLM 的评测揭示,它们在理解复杂的生化反应网络方面仍存在严重短板。ESM-LoRA-Gly 则利用 LoRA 技术对蛋白质大模型进行高效微调,在大幅提升糖基化位点预测精度的同时降低了计算成本。最后,一项研究成功利用生成式 AI 设计出全新的、在动物模型上有效的抗生素,证明了 AI 在解决棘手耐药性问题上的巨大潜力。
CASP16 的评估竞赛揭示,AlphaFold 时代后的新挑战已从结构预测转向如何从海量高质量模型中“精选”出最佳构象。HelixVS 则通过将深度学习重打分与传统分子对接相结合,显著提升了虚拟筛选的效率和准确性。最后,IBEX 框架巧妙融合信息论与物理优化,解决了在极度稀缺数据下进行高质量分子生成的难题。
ChemGenXplore 将复杂的化学基因组学分析流程打包成一个对实验科学家友好的交互式平台。Chem3DLLM 则通过创新的可逆压缩编码,首次让大语言模型(LLM)能够直接理解和生成 3D 分子结构。最后,AuroBind 通过对齐结构与生物活性数据,在虚拟筛选中实现了惊人的高命中率,成功发现了针对孤儿靶点的皮摩尔级活性分子。
大型语言模型(LLM)正从理论预测进化为能够指挥机器人进行自主化学合成的“现场总指挥”。David Baker 团队的开源 AtomWorks 框架和 RF3 模型,在紧追 AlphaFold3 的同时,为整个领域提供了加速创新的模块化工具。最后,AdaptiveFlow 开源平台通过高效筛选 690 亿分子库,成功发现了针对困难靶点 FSP1 的纳摩尔级抑制剂并解析了首个共晶结构。
CellForge 框架通过多智能体协作,实现了从生物学问题到高效计算模型的自动化“流水线”,解放了科学家的建模工作。一种新模型能为蛋白质口袋绘制“靶点偏好图”,直观指导化学家进行分子设计。最后,一个新框架通过引入“溶剂感知”的数据增强,迫使 AI 正视溶剂效应,显著提升了分子对接和虚拟筛选的准确性。
ActivityDiff 模型通过正负向引导,实现了对药物分子活性的精准调控,如同调酒师般平衡药效与毒性。一项研究利用视觉 - 语言模型和专家知识树,通过分析 MRI 影像来预测抗癫痫药物的疗效,甚至对模型未见过的药物也有效。最后,一项大规模基准测试揭示,在分子表征任务上,传统化学指纹法(ECFP)的表现仍优于绝大多数新兴的深度学习模型。
ACES-GNN 模型通过学习人类化学家的解释,首次让 AI 能够理解和阐释棘手的“活性悬崖”现象。一种迁移学习框架通过“先通识,后专业”的训练模式,在超十亿分子库中成功筛选出亚微摩尔级的抗菌新药。最后,一种新方法利用 GFlowNets 生成罕见的药物相互作用样本,有效解决了 DDI 预测中的数据不平衡问题。
BOLD-GPCRs 模型不仅能预测 GPCR 配体活性,还能评估蛋白突变的影响,为精准医疗提供新工具。AttriLens-Mol 利用强化学习,迫使 AI 在预测分子性质前先“讲理由”,解决了黑箱问题。最后,一个多智能体 AI 平台揭示了“专家团队”在优化单一目标时可能牺牲整体成药性的深刻挑战。
af2rave 利用 AlphaFold2 的不确定性为分子动力学模拟生成多样化起点,高效捕捉蛋白质动态构象。一种新方法将溶解度拆解为基本物理过程并用机器学习逐个击破,实现了更精准的预测。最后,一种结合量子化学与机器学习的新技术,能在 5 分钟内完成高精度的结合力排序,为药物筛选带来革命性提速。
一种巧妙的“蛋白序列拼图”预训练方法,显著提升了 AI 在全新靶点和全新药物上的“零样本”预测能力。GLDPI 模型则通过强制 AI 尊重分子的化学“社交网络”,在海量“无效”数据中精准地找到了罕见的“有效”信号。最后,研究证明,通用大模型在药学领域只是“花架子”,必须通过 RAG 架构和高质量专业数据库“填喂”,才能成为可靠的工具。
扩散模型正将 AI 分子生成从 2D 绘图带入 3D 雕塑时代。最新评测显示,LLM 编写生物信息学代码的能力已媲美人类顶尖水平。Tripleknock 模型则通过暴力破解三基因组合,为多靶点抗生素研发开辟新路。此外,研究者提出了构建“可编程虚拟人”的宏大蓝图,而 PairReg 则有效缓解了 EGNN 模型的过平滑问题。
DeepADR 模型利用新兴的 KAN 网络,融合多模态信息来预警药物不良反应(ADR)。一项研究揭示,在多组学分析中,深度学习解释工具 SHAP 的结果可能高度不稳定,提醒研究者谨慎使用。最后,GenoMAS 框架通过组建一个异构的 AI 智能体团队,成功实现了对复杂基因表达数据分析的自动化,展示了 AI 作为“合作者”的巨大潜力。
BioTransformer 4.0 通过智能过滤和模块化设计,将药物代谢物预测的信噪比提升至新高度,成为指导药物设计的实用地图。BIND 框架则利用知识图谱和两阶段训练,试图解决从分子到表型的多尺度生物网络预测难题。最后,名为 CellAtria 的 AI 智能体框架,旨在将繁琐的单细胞数据处理流程转变为与聊天机器人的简单对话,实现科研民主化。
一项基于 nanoGPT 的基准测试揭示,AI 智能体在代码优化上仍远未达到人类水平,给“AI 自我进化”的狂热泼了冷水。一个双 LLM 系统通过结合文献的“影响力”与“相关性”,极大地提升了科研文献综述的效率和质量。最后,MDZip 框架利用神经网络实现了超过 95% 的分子动力学数据压缩,为大规模数据归档与共享提供了革命性解决方案。
FARM 模型通过改造 SMILES 语言,首次强迫 AI 学习化学家的基础语言——官能团。ImageDDI 通过引入分子的全局“肖像照”,显著提升了药物相互作用(DDI)预测的准确性。最后,FragDockRL 框架将分子设计转变为一场强化学习“棋局”,确保 AI 生成的每个分子都具备现实的合成可行性。
研究揭示,无条件 3D 分子生成虽有进步但仍缺乏物理现实感;在处理数据不平衡问题时,1:10 的活性与非活性化合物比例是提升模型性能的关键。同时,AI 正从单一黑箱进化为成熟的工具箱,CROP 架构赋予 LLM 看见分子 2D/3D 结构的能力,而对 AlphaFold 3 的现实检验则强调了提供准确生物学背景的重要性。
一篇论文通过“降维打击”证明,在基因组预测任务中,直接提取大模型嵌入特征远比昂贵的微调更高效。新的 FGBench 基准则揭示,当前顶尖 AI 在理解化学家基本语言——官能团——方面集体“挂科”。最后,“百神来”(BSL)AI 一体化平台通过真实的湿实验验证,成功发现了针对困难靶点的全新活性分子,完成了从算法到实验的关键闭环。
探索 AI 在药物研发领域的最新进展。CF-random 方法通过反向操作 AlphaFold2 揭示蛋白质隐藏的多重构象;迁移学习在数据稀缺情况下高效筛选新型抗生素;HypSeek 模型利用双曲空间几何特性,精准预测并解决了药物发现中的“活性悬崖”难题。