实验室里的“程序员”： 从千亿个小分子化合物中寻找一粒沙

李游将电脑上密密麻麻的符号数据，运用到新药筛选上来。

  提到程序员，人们往往瞬间联想到格子衬衫、双肩包、坐在电脑前敲代码等画面，而提到生物药企实验室的工作人员，人们眼前又可能会浮现出白大褂、护目镜以及一堆冰冷的实验器材。如果程序员与生物药企实验室工作人员结合呢?很多人会觉得难以想象。

  其实，在成都先导药物开发有限公司(以下简称“成都先导”)，就有一批“程序员”活跃其中。成都先导有一个在生物药企不常见的部门——“干实验室”，其成员几乎全部是“程序员”。但与传统意义上程序员不同的是，他们的工作主要是以成都先导的DNA编码化合物库为平台，结合生物和化学专业知识，利用人工智能，高效地找到新药研发所需的小分子化合物，从而大大减少新药筛选的时间和成本。在这个过程中，他们也要像程序员那样写代码，建立相关的数据模型。

  “程序员”参与新药研发 用AI揪出潜在匹配目标

  4月24日，记者走进成都先导“干实验室”。与一般的实验室不同，这里看不见身穿白大褂的实验人员，没有瓶瓶罐罐的实验器材，也没有各种名称复杂的化学试剂。办公桌、电脑便是实验室的全部配备。一眼看过去，无论是工作人员的穿着还是办公场地的布置，很难从中看出传统生物药企的影子。

  然而，通过实验室工作人员李游的介绍，深藏在平凡表面背后的生物医药特点丝丝缕缕浮现，“你眼前看到的这些电脑，就是我们的实验器材。”李游说，这些电脑是用来帮助实验室人员在新药筛选过程中进行数据分析的。

  “我的工作就是数据分析、算法研发、大数据分析平台搭建和应用。”李游说，DNA编码化合物库新药筛选，发现与相关靶点匹配的先导化合物，一般要经过7个步骤，数据分析是其中一个步骤。“数据分析主要是结合AI，通过序列解析和大数据分析找出与靶点匹配的潜在小分子化合物。”

  李游打了一个比方——“每个小分子化合物有一个DNA标记。打个比方，这里有一盒糖纸包装统一、但口味不同的糖果。在没有品尝前，你并不知道随手拿到的糖果会是什么口味。但如果给不同口味的糖果设计带有身份标记的二维码，吃之前先扫一扫二维码，便能找到你想吃的那颗糖果。”在这个比喻里，糖果便是小分子化合物，二维码是DNA标记，扫码的过程就是实验室“程序员”进行数据解析的过程。李游说，成都先导DNA编码化合物已达到千亿级，从中找到目标对象，犹如在汪洋大海里寻找一粒沙子。“不过，通过大数据分析，定位与靶标蛋白相互作用的小分子化合物的过程却很快，一般3天左右即可完成。”

  每周处理几十亿条DNA数据 新药筛选减少2/3的时间

  在李游的工作电脑上，满屏都是符号与数据，让人有一种看“天书”的茫然，更别说将其运用到新药筛选上来。但在李游眼里，这些“天书”是世界上最美妙的语言之一。

  “我本科是动物医学，但因为不喜欢做生物实验摆弄瓶瓶罐罐，所以后来硕博都选了生物信息专业。”博士毕业后，李游来到成都先导，成为“干实验室”中的一员。在成都先导任职一年多来，前前后后参与新药筛选也有20多个项目了，“目前针对所有内部和客户的新药筛选项目，每周至少需处理两张测序芯片约几十亿条DNA数据。”李游介绍，经过数据分析，再由实验室进行化合物合成、活性验证等几个步骤，整个新药筛选过程才算完成。

  “传统的化合物库合成与筛选需要9到18个月左右，但有了‘干实验室’以后，只需要3到6个月时间，减少了约2/3的时间。”成都先导研发中心化学总监刘观赛说，药物研发速度慢，失败率高，一直是全世界药物研发企业希望解决的问题，而通过大数据和人工智能，让数据的计算模拟新药筛选、药品研发过程，预测药品的效果，可以极大避免代价高昂的临床试验失败。在刘观赛看来，人工智能应用与生物医药，将为制药业甚至整个社会带来翻天覆地的变化，在新药研发领域大放异彩，为患者带来更多治愈疾病的好药。（记者 何汶蔚 郑其 摄影 郑毅）