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“計算醫學”用超強算力解決真實醫學難題

記者 張佳星
2026年09月26日08:10 | 來源:科技日報222
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  近日,工業和信息化部、國家發展改革委等十部門聯合印發《醫藥工業發展“十五五”規劃》(以下簡稱《規劃》),為未來5年我國醫藥工業高質量發展劃定核心路徑。《規劃》提出,加快人工智能、量子計算、超級計算、計算醫學等新技術賦能藥物研發。這是“計算醫學”作為專有名詞首次出現在國家規劃中。

  什麼是計算醫學?為何會被納入國家頂層規劃,又如何促進產業發展?9月24日,科技日報記者採訪了相關專家。

  醫學可以計算嗎

  “計算醫學依托數學、工程學、計算科學等學科,量化分析、模擬人體疾病機制,落地於疾病診斷、機制研究與精准治療。”中科計算技術西部研究院研究員、圖靈-達爾文實驗室副主任趙宇告訴科技日報記者,生命活動是最復雜的物質運動形式,包含大量的生命活動分子,微觀構成單元數量龐大,器官種類繁多,相互作用機理復雜。

  以往受限於數據、算力、算法能力水平,解析生命活動無異於“天方夜譚”,因此,醫藥創新往往選擇單靶點或多靶點的路徑,難以反映真實情況,這也是當前創新藥研發效率、成功率面臨“雙十魔咒”(一款創新藥從研發到上市需耗費10年10億美元)的症結所在。

  “《規劃》提出2030年首創新藥佔全球比例達到25%以上。要實現這一目標,當前的數據基礎已經具備。”趙宇介紹,隨著多維度生命數據完成規模化積累,計算醫學的規模化應用具備了數據基礎。基因組、醫學影像、數字病理等數據持續爆發,超級算力持續加碼,大模型等硬核技術迅速迭代,讓人類首次具備從微觀分子到宏觀個體、多尺度觀測生命狀態的能力。

  “擁有生命科學和醫學相關的海量數據不等於讀懂疾病,數據如何關聯、因果如何判定以及進行靶點干預后人體系統如何響應,這些核心問題必須依靠計算醫學模型解答。”趙宇剖析,與傳統研究割裂式地分析疾病靶點和藥物作用不同,計算醫學以復雜性系統科學的整體論作為思維方式,去理解生物分子、細胞、組織器官之間相互作用的新屬性,系統捕捉疾病發生機理。

  “計算醫學將推動醫學數據實現患者維度的多源數據整合,利用超級算力探求數據之間復雜的相關關系,將研究對象從單一分子、細胞逐步延伸至組織、器官、個體患者,形成以定量模型解析健康與疾病狀態、還原生命系統動態變化的研究體系。”趙宇說。

  如何促進產業發展

  “當前行業常將計算醫學與AI制藥混為一談,但二者存在本質區別。”趙宇說,以往AI制藥的應用,大多集中在蛋白結構預測、靶點分子篩選、化合物理化性質預判等領域。計算醫學則整合機器學習、知識圖譜、多組學整合、因果推斷、數字孿生等多元技術,不局限於單一算法迭代,搭建可驗証、可復用、可落地的真實疾病模型,為研發決策提供支撐。

  入選國家頂層規劃,計算醫學將迎來產業發展風口。作為全新名詞,計算醫學如何催生真正的技術價值與產業價值?

  趙宇認為,《規劃》納入“計算醫學”,旨在解決超強算力如何落地解決真實醫學難題,完成從算力資源到醫藥創新成果的閉環轉化。按照“十五五”規劃,2030年我國將實現創新藥產業規模高速增長,首創新藥全球佔比超四分之一,躋身全球藥物創新第一梯隊。這不僅需要更多新藥管線、更多上市藥品,也需要全新疾病機制、原創靶點與創新治療思路。

  未來五年,是計算醫學從概念落地、技術鋪墊走向產業兌現的關鍵周期。“我們要搭建可解釋、可驗証的疾病計算模型,挖掘傳統手段無法觸及的疾病新機制與新靶點,提前篩除高風險研發路徑,優化患者分層與臨床試驗設計,最終讓計算醫學成為生物醫藥產業可普惠調用的基礎底座能力。”趙宇強調。

(責編:趙竹青、申佳平)
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