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1月9日，清華大學發(fā)布新年重磅科研成果——該校智能產業(yè)研究院（AIR）蘭艷艷教授聯合生命學院、化學系團隊，研發(fā)出AI驅動的超高通量藥物虛擬篩選平臺DrugCLIP，相關研究成果登上國際頂級期刊《科學》。該平臺將新藥篩選速度提升百萬倍，首次實現人類基因組級靶點全覆蓋篩選，推動新藥研發(fā)邁入精準高效新階段。

精準高效，突破新藥篩選速度瓶頸

新藥研發(fā)的核心難題，是為疾病靶點匹配適配小分子，過程如同大海撈針。據了解，人體有2萬多種蛋白質，不少是抗病關鍵靶點，但目前能應用靶向藥的靶點僅占10%；可用于制藥的小分子數量龐大，傳統(tǒng)篩選方式難以全面覆蓋。

“傳統(tǒng)篩選好比在無邊無際的化學宇宙里逐一排查，若篩選1萬個靶點、每個靶點匹配10億個候選分子，一臺電腦連軸轉也得數百年，因此現有藥物研發(fā)只能在少量靶點和小規(guī)模分子上進行，大量潛在治療靶點和藥物被埋沒。”蘭艷艷在接受科技日報記者采訪時，一語道破傳統(tǒng)技術的核心痛點。

DrugCLIP的問世，為新藥篩選裝上精準導航，一舉突破速度瓶頸。該成果跳出傳統(tǒng)篩選路徑，將蛋白質與小分子轉化為計算機可快速識別的專屬信號，無需逐步驟模擬結合過程，實現小分子與靶點的自動精準匹配，兼顧篩選速度與準確性。

蘭艷艷坦言，研發(fā)初期團隊對篩選準確性并無十足把握，首次實驗室實驗便獲成功，初步驗證了平臺的有效性，既提振了團隊信心，也堅定了打磨優(yōu)化平臺的決心。

據介紹，這個平臺篩選藥物的速度優(yōu)勢尤為亮眼：普通高性能電腦上，DrugCLIP單日可完成31萬億次匹配計算，篩選100萬個候選分子僅需0.02秒，較傳統(tǒng)方法提速百萬倍，過去數百年的工作量如今一臺電腦單日即可完成，徹底終結新藥篩選速度困境。

惠及民生，從免費開源到共建產業(yè)生態(tài)

DrugCLIP的精準度在實際應用中同樣經得住檢驗。據蘭艷艷介紹，聯合團隊先針對抑郁癥相關靶點進行實驗，讓平臺從160萬個候選分子中精準篩選出100個潛力分子，其中15%被證實可有效作用于靶點，12個分子結合效果優(yōu)于常用抗抑郁藥，成效均通過生物、化學實驗驗證。

團隊還攻克科研“硬骨頭”：一個與腫瘤、帕金森病密切相關的靶點，此前從未找到適配小分子，團隊先以AI預測其蛋白結構，再用DrugCLIP篩選，50個潛力分子中10個可成功結合，2個能有效抑制靶點活性，印證平臺適配有無現成結構的各類靶點，適用場景廣泛。

“此前AlphaFold（人工智能蛋白質結構預測系統(tǒng)）解決了‘看清蛋白質結構’的難題，DrugCLIP則專注解決‘給蛋白質找適配小分子’的問題，打通蛋白結構解析到新藥研發(fā)全鏈條，這是行業(yè)發(fā)展的關鍵突破?！碧m艷艷表示。

依托DrugCLIP，聯合團隊創(chuàng)下新紀錄：完成人類基因組內約1萬個靶點、2萬個關鍵位點全覆蓋篩選，分析5億余個候選小分子，富集200多萬個潛在有效分子，建成全球規(guī)模最大的藥物靶點匹配數據庫，面向全球科研人員免費開放共享。

蘭艷艷透露，未來DrugCLIP將與科研及產業(yè)生態(tài)合作伙伴深度協作，聚焦抗癌、傳染病、罕見病等領域，加速新靶點與First-in-class藥物發(fā)現；團隊將持續(xù)優(yōu)化引擎性能、拓展支持模態(tài)，助力構建更智能、高效、普惠的全球藥物創(chuàng)新生態(tài)。

（清華大學供圖）