传统中医理论中蕴含的不少治病良方的线索,AI可以帮助我们提取这些宝藏。研发中心设在上海张江的AI制药公司英矽智能开发了一套由AI Agents(智能体)驱动的工作流,它包括6个智能体,按照中医“君臣佐使”的逻辑,成功识别了多种天然化合物配方在延缓抗衰老过程中的潜力。

这项研究成果于4月22日发表于老年医学领域最具影响力的医学期刊之一《衰老与疾病》。英矽智能高级AI科学家、论文第一作者Fedor Galkin表示,这是AI首次赋能中医药应用的概念验证。

英矽智能在全球最大开源AI社区Hugging Face(抱抱脸)上发布了这项研究中使用的所有资料和代码库,包括多智能体系统、跨物种和跨组织的老化标志物,以及适配于人工智能交互使用的中医数据库,以支持对这个领域感兴趣的科研团队做进一步模型优化,旨在促进传统医学与现代药理的融合,为处理各类疾病提供创新性的解决方案。

这套AI智能体组合结合了英矽智能研发的多组学转换模型Precious3GPT与专门用于中药分子机制研究的在线生物信息学分析工具BATMAN-TCM。

Precious3GPT是英矽智能推出的首个用于衰老研究和药物发现的多组学、多物种、多组织、多模态Transformer架构生命模型。该模型经过120万生物医学数据的训练,通过实现特定组织的年龄预测、生物医学实验模拟、化合物效应转移等功能,实现全生命周期进程追踪和机制解读。

BATMAN-TCM 是由国家蛋白质科学中心联合北京中医药大学推出的,通过中药复方的组成成分分析化合物与作用靶点的关系,并对靶点的作用通路和疾病进行相关联系的中药靶点数据库,该数据库包含了中国药典2010版中499味草药以及每位草药的化合物成分,共计29000余个。


基于多个AI智能体,利用PreciousGPT模型的中草药筛选与应用工作流。受访者提供

在这项研究中,英矽智能团队首先使用Precious3GPT,以模拟人类和小鼠在包括肺、肌肉和肝脏等3种组织的RNA表达情况。在比较不同年龄组的结果后,整理得出了一份与衰老相关的标志性基因列表,其中包含NNMT和ACSM1两个基因。事实上,这两个基因已作为跨物种衰老的重要标志性基因被广泛报道和研究。基于这份基因列表,研究人员进一步使用BATMAN-TCM数据库筛选出能够影响这些基因表达的潜在跨物种抗衰老剂。最终在现有配方中识别出了华山五子丹具有延缓衰老的潜力,同时发现了之前未组合过的三种草药:沙苑子、肉苁蓉和山楂叶。

随后,团队将研究物种限定到人类,同时将研究范围扩展到皮肤、心脏、肾脏和脂肪等7种,进一步专注于发现与人类多组织相关的衰老基因表征,并以此为出发结合BATMAN-TCM数据库筛选潜在人类抗衰老剂。结果发现,至少一种组织有特应性衰老基因表征的影响,其中有54种被认为对全部7种组织均有影响。最后,团队根据中医“君臣佐使”中医方剂配伍组成的基本原则,设计了一个由6个专用AI智能体组成的工作流程系统,用于草药选择、安全检测、根据患者信息定制化提供处方参考,从而完成了从中草药筛选到应用的端到端AI驱动的流程框架。

英矽智能创始人兼首席执行官亚历克斯·扎沃洛科夫表示,在这项研究中,英矽智能展示了将P3GPT生成的衰老基因特征和BATMAN-TCM数据库相结合,来编制和筛选具有延缓衰老潜力的中医药配方的工作流程。其中P3GPT识别的部分跨物种衰老标志物,与当前已建立的衰老机制,和已广泛报道的研究结果一致,进一步增加了研究的参考性。除了衰老研究以外,英矽智能也希望能够充分挖掘传统医学的潜力,为促进人类健康提供创新的解决方案。


AI智能体给主诉减肥的患者开的处方。受访者提供

目前不少对此有兴趣的程序员,都加入了英矽智能Hugging Face上社区,尝试使用该智能体来为自己开中药处方。比如有人希望减肥,将性别、年龄、疾病、症状、主诉等基本信息输入后,就可以一键开方了。智能体将与中医数据库互动,根据用户需求筛选最适合的药材,其决策依据综合考虑分子生物学、历史文献记载及Precious平台的专有评估结果,提问者可以看到整个推理过程。所有成分均会在您提供的信息背景下进行安全性审查。最终,提问者将收到一份定制的中药配方,附带详细的使用说明。比如智能体给这位主诉“肥胖”、症状是“胃口太好”的程序员开出药方,将鸡内金、薏苡仁、山药和佩兰按比例服用,并“嘱咐”患者三个月后来复诊。

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