Тихая революция: искусственный интеллект меняет правила игры в создании лекарств

Представьте себе ученого, который вместо того, чтобы годами перебирать в лаборатории тысячи молекул  в поисках потенциального лекарства, поручает эту задачу умному алгоритму. Тот за считанные дни анализирует базы данных, строит модели и выдает  готовую формулу вещества, которое с очень большой вероятностью сможет победить болезнь. Это не сценарий фантастического фильма, а реальность современной фармацевтики, в которую все активнее интегрируется искусственный интеллект (ИИ). Россия, вопреки расхожему мнению, не осталась в стороне от этой технологической гонки. Об этом рассказали представители фармацевтической отрасли на встрече «Цифровая трансформация отрасли: Насколько далеко будущее?», проходившей в рамках X Всероссийской GMP-конференции.

От дженериков к прорыву: национальный вызов

Долгое время российская фарминдустрия делала фокус на выпуске дженериков — воспроизведенных и потому более дешевых копий оригинальных лекарств. Такая стратегия обеспечивала доступность лечения, но создавала технологическое отставание, измеряемое десятилетиями, считает Артур  Кадурин, руководитель центра ИИ-разработки новых лекарственных препаратов AIDD  Института искусственного интеллекта AIRI. «Принципиально мы отстаем из-за того, что держим курс на дженерики», — сказал он.

Известно, что разработка нового лекарства с нуля — это путь длиной в 10-15 лет и стоимостью в миллионы долларов. При этом он всегда связан с колоссальными рисками, ведь проект может «не выстрелить», не оправдаться, не окупиться.  А между тем потребность в собственных инновационных препаратах, особенно для лечения орфанных, онкологических и новых вирусных заболеваний, только растет. В этой ситуации именно искусственный интеллект может стать тем самым необходимым инструментом, который позволит резко сократить издержки времени и ресурсов, давая шанс на рывок.

Не конкурент, а помощник: чем на самом деле занимается ИИ

Главный страх, который часто окружает тему ИИ, — это тотальная замена человека машиной. В фармацевтике этот кошмар наяву пока не сбывается. Все выступавшие на конференции эксперты согласны: ИИ — это не бездушный робот-фармацевт, а мощный ассистент, своего рода когнитивный усилитель для ученого. 

«Развитие искусственного интеллекта, в первую очередь, направлено на снижение ошибок, которые могут возникать у фармацевтических производителей не только в процессе разработки, но и в других процессах жизненного цикла продуктов», — поделилась своим опытом  Екатерина Казакова, директор по качеству «ПРОМОМЕД».

Роль ИИ — взвалить на свои «цифровые плечи» и ускорить обработку того пласта данных, который не может обработать человеческий мозг. ИИ не изобретает лекарства сам, но проводит титаническую работу по сортировке, анализу и моделированию, чтобы вручить исследователю уже готовый, обоснованный и многообещающий вариант.

Три фронта работы: где ИИ меняет фарму уже сегодня

Пока что внедрение ИИ — это не единый процесс, а точечная атака по самым узким местам длинной цепочки создания лекарства.

Первый и, пожалуй, самый значимый фронт — доклинические исследования и разработка новых молекул. Здесь ИИ выступает в роли виртуального химика и прогнозиста. Алгоритмы анализируют огромные массивы биомедицинских данных — от геномных последовательностей до результатов тысяч уже проведенных экспериментов. Они моделируют, как будет взаимодействовать та или иная молекула-кандидат с мишенью в организме, прогнозируют ее эффективность, потенциальную токсичность и побочные эффекты.

Это позволяет отсеять заведомо проигрышные варианты еще на этапе компьютерного моделирования, что экономит годы работы и сотни миллионов рублей. Екатерина Казакова рассказала, что благодаря использованию методов компьютерного моделирования срок вывода лекарственных препаратов на рынок может сократиться на полтора-два года. Утверждение неголословное. Прямо сейчас с участием ИИ компания «Промомед» в сотрудничестве с Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого работает над перспективной мРНК-вакциной против онкологии.

Второй фронт — персонализированная медицина. Современная наука позволяет не ограничиваться созданием общего и сравнительно эффективного препарата для всех пациентов. ИИ, анализируя генетическую информацию человека, помогает учесть его индивидуальные особенности и создать по-настоящему таргетированные персональные терапевтические решения.  Эта возможность приближает будущее, где лечение будет подбираться не под болезнь, а под уникальную биохимию конкретного человека.

Третий  и критически важный фронт — контроль качества на производстве. Здесь ИИ проявляет себя, можно сказать, как неподкупный и бдительный страж. Системы компьютерного зрения следят за малейшими отклонениями в производственных цехах: правильно ли сотрудник надел спецодежду, точны ли дозировки, однородны ли субстанции. Как заметила Ольга Маклакова, Директор по корпоративному качеству Евразийской экономической зоны АО «Акрихин» (Казахстан), ИИ избавляет контролера качества от необходимости ходить и делать замечания вроде «перчатку не надел, почему маска у тебя неправильно одета, где твой набородник».

Своим опытом поделилась и Елена Арькова, заместитель генерального директора по качеству АО «Биокад». В компании успешно внедрены электронные системы, которые в реальном времени анализируют тысячи данных о любых отклонениях, экономя «порядка 11 тысяч человекочасов в год на разработку, проверку и заполнение маршрутных карт». Это, в частности, позволяет в итоге ускорить вывод нового препарата на рынок.

Только вместе

Несмотря на очевидные преимущества использования ИИ в работе отрасли, уже сейчас понятно, что  в одиночку ни фармкомпаниям, ни IT-гигантам рывок не совершить. На Западе уже несколько лет существует консорциум IMPALA, объединивший 20 крупных игроков индустрии (включая Astellas Pharma) для разработки общих стандартов и решений в области ИИ для качества. Как отметил представитель консорциума Майкл Пелоси, главная цель — не конкуренция, а кооперация для «совместной разработки средств с открытым исходным кодом методологии передовых практик».

В России происходит нечто похожее. Яркий пример — соглашение, подписанное на ПМЭФ между Институтом искусственного интеллекта Сбера, фармкомпаниями «Промомед» и «Р-Фарм». Его цель — совместная разработка ИИ-сервисов для фармы. Технологические компании привносят экспертизу в области data science и машинного обучения, а фармацевты — предметное знание процессов и регуляторных требований. Вместе они они будут работать над созданием ИИ-агентов для анализа научной литературы, мониторинга производства и предсказания сбоев.

Преграды на пути: недоверие, нехватка компетенций и «цифровой зоопарк»

Несмотря на большие перспективы, путь  внедрения ИИ в работу отрасли не усыпан розами. Главная преграда — не техника, а менталитет. «Я бы отметила недоверие к искусственному интеллекту. Даже при использовании искусственного интеллекта в разработке дизайна и клинических исследований, всё равно мы все перепроверяем, что нам может предложить компьютер», — уточнила Екатерина Казакова.  Для регуляторов и ученых ИИ все еще остается «черным ящиком», и его рекомендации требуют обязательного человеческого подтверждения.

Вторая проблема — «цифровой зоопарк». Разные компании и институты создают свои собственные, несовместимые друг с другом IT-решения и базы данных. Как выразился Игорь Сухомлин, руководитель проектов технической дирекции ГК АО «Р-Фарм, без единых стандартов и правил игры отрасль получит не единое цифровое пространство, а «цифровой зоопарк» с полным отсутствием сквозных унифицированных структур. А для того, чтобы  ИИ работал эффективно, ему нужно качественное «топливо» — структурированные и очищенные данные.

Наконец, остро стоит кадровый вопрос. Специалисту по качеству сегодня уже недостаточно досконально знать стандарты GMP. Ему необходимы цифровые навыки: информационная грамотность, понимание принципов работы алгоритмов и, что важнее всего, критическое мышление, чтобы принимать верные решения на основе рекомендаций системы,  отметил Майкл Пелоси. Для нашей страны это новые компетенции, которых пока не хватает.

Будущее – на пороге

Искусственный интеллект в фармацевтике — выходит из области фантастики и превращается в рабочий инструмент, который прямо сейчас ускоряет разработку лекарств, делает производство безопаснее, а лечение — более персонализированным. Для России это шанс сократить многолетнее отставание и занять достойное место на мировой карте инновационной фармакологии. У нас есть мощная IT-школа, первые успешные кейсы и понимание необходимости сотрудничества по вопросам использования ИИ в отрасли.

Конечная цель всего этого — не поразить воображение сложными технологиями, а скорее дать врачам более эффективные инструменты, а пациентам — доступные лекарства. ИИ не заменит ученых, но он может стать их надежным и мощным союзником в самой важной гонке — гонке за жизнь и здоровье.

Текст: Александра Комарова

Фото: Minjourney v7