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在人工智能（AI）加速重塑生命科學(xué)版圖的當下，藥物研發(fā)正經(jīng)歷一場前所未有的技術(shù)變革。從化合物篩選到分子設(shè)計，從藥效預(yù)測到機制解析，AI正在顯著提升研發(fā)效率、降低創(chuàng)新成本，成為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)進步的重要驅(qū)動力。

對于傳承數(shù)千年的中藥而言，這股智能浪潮同樣帶來了新的歷史機遇。面對中藥多成分、多靶點、作用機制復(fù)雜等長期挑戰(zhàn)，AI正以其強大的數(shù)據(jù)挖掘和模型推理能力，重新定義“本草智慧”的現(xiàn)代表達。AI正逐步成為推動中藥現(xiàn)代化、精準化與體系化發(fā)展的重要引擎，引領(lǐng)中藥新藥研發(fā)由傳統(tǒng)經(jīng)驗驅(qū)動邁向現(xiàn)代數(shù)智化的全新階段。

從經(jīng)驗傳承到智能創(chuàng)新

中藥研發(fā)駛?cè)霐?shù)據(jù)驅(qū)動快車道

中藥是中華文明的重要載體，其研發(fā)體系根植于千年臨床實踐與經(jīng)驗傳承。從經(jīng)典名方到現(xiàn)代中藥，中藥創(chuàng)新遵循“臨床發(fā)現(xiàn)—經(jīng)驗總結(jié)—再實踐—改良優(yōu)化”的路徑，積累了豐富的方藥知識與臨床智慧。然而，傳統(tǒng)經(jīng)驗式研發(fā)在現(xiàn)代醫(yī)藥體系下面臨諸多挑戰(zhàn)：中藥知識傳承高度依賴個體臨床經(jīng)驗，難以形成標準化傳承體系；療效評價缺乏統(tǒng)一、可量化的標準與評估方法；中藥藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)和具體作用機制難以被精準闡明。同時，中醫(yī)藥相關(guān)文獻、臨床數(shù)據(jù)雖海量，但來源分散、質(zhì)量參差、標準不一，難以進行系統(tǒng)分析。這些因素共同導(dǎo)致中藥新藥研發(fā)周期長、效率低、成果轉(zhuǎn)化率偏低等問題。

當前，科技創(chuàng)新正成為中藥高質(zhì)量發(fā)展的核心驅(qū)動力。尤其在AI技術(shù)快速演進的背景下，中藥研發(fā)迎來了研究范式躍遷的新機遇。憑借在大數(shù)據(jù)處理、模式識別與知識關(guān)聯(lián)挖掘等方面的優(yōu)勢，AI能夠從海量古籍、處方與臨床數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱含規(guī)律，推進多成分-多靶點作用網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性解析和機理重建。由此，傳統(tǒng)以臨床經(jīng)驗方化裁為主的中藥新藥研發(fā)路徑，正逐步向以數(shù)據(jù)驅(qū)動、模型推理為核心的智能創(chuàng)新體系演進。

目前，AI正推動中藥研發(fā)全流程重構(gòu)，從藥材資源與組方信息的數(shù)字化，到方劑機理的模型化，再到藥效物質(zhì)的虛擬篩選、藥效與毒性預(yù)測以及臨床證據(jù)的智能解析。深度學(xué)習、知識圖譜、生成式模型和大語言模型等技術(shù)的融合應(yīng)用，不僅顯著提升了候選化合物篩選的效率，也在一定程度上提高了研發(fā)決策的可解釋性與可靠性。AI正助力中藥這一傳統(tǒng)學(xué)科實現(xiàn)從經(jīng)驗傳承向智能創(chuàng)新的跨越式發(fā)展。

技術(shù)賦能數(shù)智化轉(zhuǎn)型

AI重塑中藥新藥設(shè)計全流程

數(shù)據(jù)驅(qū)動完成中藥組效關(guān)系向“構(gòu)效+組效”的科學(xué)重塑

長期以來，中藥方劑多依賴整體療效驗證，往往“知其效而難明其所以效”，關(guān)鍵活性物質(zhì)、結(jié)構(gòu)單元及其作用路徑尚未被系統(tǒng)解析。AI的引入，為破解這一難題提供了新的技術(shù)工具。通過整合中藥化學(xué)成分、代謝組學(xué)、生物活性評價以及多層次靶點網(wǎng)絡(luò)等多維數(shù)據(jù)，AI可運用深度學(xué)習、分子對接及“結(jié)構(gòu)-活性”關(guān)系模型，對復(fù)雜方劑進行系統(tǒng)解構(gòu)，精準識別承擔核心療效的關(guān)鍵活性分子（群）及其結(jié)構(gòu)特征，揭示“結(jié)構(gòu)決定功能”的內(nèi)在規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對經(jīng)典方劑藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的科學(xué)闡釋，還可依據(jù)構(gòu)效規(guī)律開展新型中藥分子實體發(fā)現(xiàn)、藥效物質(zhì)的先導(dǎo)優(yōu)化以及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)單元的理性配伍與定向改良。由此，中藥研發(fā)正逐步實現(xiàn)從“方劑有效”到“結(jié)構(gòu)顯效”的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，為中藥創(chuàng)新提供科學(xué)依據(jù)。

AI驅(qū)動藥效物質(zhì)虛擬篩選并通過方劑化裁賦能中藥源頭創(chuàng)新

AI技術(shù)在中藥藥效物質(zhì)精準發(fā)現(xiàn)與方劑配伍智能重構(gòu)中的深度應(yīng)用，正在為中藥新藥研發(fā)實現(xiàn)源頭性突破提供助力。其關(guān)鍵在于，依托深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的高效藥效物質(zhì)篩選模型，依據(jù)“構(gòu)效關(guān)系-成藥性-毒性”等多維規(guī)則，能夠?qū)χ兴幓衔飻?shù)據(jù)庫進行高通量虛擬篩選，從而實現(xiàn)對關(guān)鍵活性物質(zhì)及優(yōu)勢結(jié)構(gòu)骨架的高精度識別與定向優(yōu)化，從分子層面鎖定中藥創(chuàng)新藥物的實體雛形。

與此同時，大語言模型及檢索增強生成技術(shù)的引入，使得方劑設(shè)計進入知識融合與智能推理的新階段。AI能夠整合古籍方論、臨床醫(yī)案、現(xiàn)代藥理研究等多源數(shù)據(jù)，自動提煉中醫(yī)傳統(tǒng)配伍規(guī)律，并在“君臣佐使”等基本原則框架下，對藥味增減、劑量配比和組方結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)推演，從而支持方劑的科學(xué)化裁與創(chuàng)新設(shè)計，使傳統(tǒng)經(jīng)驗配伍轉(zhuǎn)向可解釋、可量化的理論決策。這種從微觀活性分子到宏觀方劑構(gòu)建的雙鏈條智能化重塑，正在改變傳統(tǒng)的依賴經(jīng)驗與試錯的研發(fā)模式，使中藥新藥研發(fā)在物質(zhì)基礎(chǔ)確證與處方原型構(gòu)建兩大源頭環(huán)節(jié)實現(xiàn)質(zhì)的躍升。

AI助力中藥安全性評價體系持續(xù)完善

中藥潛在毒性成分的識別與預(yù)警，在中藥新藥研發(fā)、安全用藥管理及風險防控決策中具有重要意義。當前，深度學(xué)習模型在毒性結(jié)構(gòu)特征識別、代謝產(chǎn)物推斷、不良反應(yīng)模式挖掘等方面展現(xiàn)出突出優(yōu)勢，能夠從大規(guī)模毒理數(shù)據(jù)庫中找出風險規(guī)律，為中藥單體及復(fù)方的安全邊界提供量化、前置的判斷依據(jù)。同時，大語言模型通過整合臨床不良反應(yīng)報告、藥理毒理文獻等數(shù)據(jù)，能夠自動構(gòu)建中藥安全性“風險畫像”，為后續(xù)藥理驗證和臨床試驗提供更精準、更具方向性的參考。

隨著智能化預(yù)測手段的不斷成熟，中藥安全性評價正由傳統(tǒng)的“事后驗證”向“前置研判”轉(zhuǎn)型，在提高研發(fā)效率的同時，強化全過程風險管控，助力構(gòu)建科學(xué)、透明、可信的中藥新藥評價體系。

大語言模型賦能注冊全鏈條，為研發(fā)提質(zhì)和審評提速注入新動能

中藥新藥注冊申報與審評流程往往工作量大、耗時長，且對技術(shù)資料的系統(tǒng)性與規(guī)范性要求極高。隨著大語言模型的深度應(yīng)用，注冊全鏈條正迎來智能化重塑。依托強大的語義理解與知識推理能力，大語言模型能夠在評價依據(jù)不完全統(tǒng)一、證據(jù)類型多源異構(gòu)的背景下，自動整合藥理毒理、質(zhì)量研究、藥效機制及真實世界證據(jù)，為研發(fā)團隊提供結(jié)構(gòu)化、邏輯完備的臨床試驗方案建議，提升研究設(shè)計的科學(xué)性與合規(guī)性。同時，通過對中藥新藥申報法規(guī)、技術(shù)指導(dǎo)原則和既往審評案例的系統(tǒng)學(xué)習，大語言模型可輔助生成或核校注冊申報所需的技術(shù)文件，減少人工整理的重復(fù)勞動，提高申報材料的準確性和完整性。在此基礎(chǔ)上，大語言模型正逐步成為研發(fā)人員的“智能助手”，能夠?qū)﹃P(guān)鍵問題實現(xiàn)快速檢索，對潛在風險自動預(yù)警，并對研究計劃進行實時優(yōu)化。隨著智能化工具的持續(xù)迭代，中藥新藥注冊審評將從傳統(tǒng)的人工主導(dǎo)模式邁向系統(tǒng)化、智能化的協(xié)同生成模式，為研發(fā)提質(zhì)和審評提速注入新動能。

引領(lǐng)新藥創(chuàng)制提速

“AI+中藥”應(yīng)用場景不斷拓展

在人工智能深度嵌入中藥研發(fā)的當下，中藥新藥創(chuàng)制逐漸進入一個數(shù)據(jù)驅(qū)動、智能推演與實驗驗證融合的新階段。從多源信息挖掘到數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建，從藥效物質(zhì)解析到結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，從配伍優(yōu)化到方劑構(gòu)建，再到臨床證據(jù)體系的完善，每一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)都因AI的加入而呈現(xiàn)出新的可能性和加速效應(yīng)。

例如，天津中醫(yī)藥大學(xué)現(xiàn)代中藥創(chuàng)制全國重點實驗室立足國家中醫(yī)藥現(xiàn)代化戰(zhàn)略需求，構(gòu)建了“AI+中藥”的系統(tǒng)化中藥新藥研發(fā)新范式，推動中藥從經(jīng)驗認知走向科學(xué)認知，從零散知識走向系統(tǒng)化知識，使中藥創(chuàng)新邁入數(shù)智驅(qū)動的新階段。同時，學(xué)校同步布局數(shù)智化中藥人才培養(yǎng)體系，創(chuàng)新構(gòu)建面向智能制藥時代的人才培養(yǎng)范式，建成全國唯一的中藥制藥工程學(xué)院，培養(yǎng)具備先進知識結(jié)構(gòu)和卓越實踐能力的新工科人才，為中藥智能制藥發(fā)展提供高質(zhì)量人才支撐。由此形成多個具有代表性的場景與成果。

數(shù)據(jù)工程：構(gòu)建統(tǒng)一可計算的中藥知識底座

歷經(jīng)數(shù)千年積累，中藥領(lǐng)域形成了龐大而復(fù)雜的知識體系。從古籍方劑與歷代醫(yī)家經(jīng)驗，到現(xiàn)代組學(xué)數(shù)據(jù)、化學(xué)測定結(jié)果、臨床研究證據(jù)，中藥相關(guān)數(shù)據(jù)跨越化學(xué)、生物、藥理、臨床等多領(lǐng)域，呈現(xiàn)高度異構(gòu)、多維度、強關(guān)聯(lián)的特點。這些數(shù)據(jù)既是中藥創(chuàng)新的核心資源，也是解析藥效物質(zhì)、闡明作用機制的關(guān)鍵。如何從紛繁復(fù)雜的多源數(shù)據(jù)中提煉可驗證、可推演的創(chuàng)新規(guī)律，是現(xiàn)代中藥新藥研發(fā)面臨的核心問題。

在這一背景下，為解決中藥數(shù)據(jù)分散、形態(tài)異構(gòu)、難以計算利用等制約創(chuàng)新的關(guān)鍵問題，天津中醫(yī)藥大學(xué)設(shè)立的現(xiàn)代中醫(yī)藥海河實驗室自主構(gòu)建了Hai HeTCM組分中藥信息系統(tǒng)，打造面向中藥新藥研發(fā)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫與知識底座。該系統(tǒng)以全面匯聚中藥研發(fā)核心資源為目標，覆蓋中藥化學(xué)成分、藥理與生物醫(yī)藥數(shù)據(jù)、古籍方劑與歷代文獻的結(jié)構(gòu)化知識，以及從分子、細胞、組織到模式生物的多層級真實實驗數(shù)據(jù)，為智能識別藥效物質(zhì)、推演作用機制及模型驅(qū)動的中藥創(chuàng)新提供堅實基礎(chǔ)。

智能計算引擎：AI驅(qū)動的中藥研發(fā)全鏈條賦能

基于Hai HeTCM的數(shù)據(jù)底座，現(xiàn)代中醫(yī)藥海河實驗室構(gòu)建了融合高性能計算平臺與智能算法體系的中藥研發(fā)新范式，覆蓋藥效物質(zhì)解析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、配伍設(shè)計和方劑構(gòu)建等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。AI的深度引入為每一環(huán)節(jié)帶來了新的可能和加速效應(yīng)。

在中藥藥效物質(zhì)解析環(huán)節(jié)，現(xiàn)代中醫(yī)藥海河實驗室基于深度學(xué)習構(gòu)建了功效導(dǎo)向的中藥藥效篩選模型，覆蓋清熱解毒、活血化瘀、扶正益氣等傳統(tǒng)功效，以及抗抑郁、非小細胞肺癌、阿爾茨海默病和抗衰等領(lǐng)域。該模型能夠在上萬種化學(xué)成分與關(guān)鍵靶點的多維數(shù)據(jù)中，高效識別潛力最強的藥效物質(zhì)，將原本耗時數(shù)月乃至數(shù)年的篩選時間壓縮至數(shù)天，實現(xiàn)真正意義上的“AI挑選候選分子”。之后，研究團隊以細胞與動物試驗進行機制驗證，形成“AI預(yù)測-實驗驗證”的高效閉環(huán)，從而加速經(jīng)典名方的現(xiàn)代化再創(chuàng)新，也為中成藥大品種的二次開發(fā)奠定清晰可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)。

在中藥結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究中，AI讓原本依賴經(jīng)驗的藥物小分子優(yōu)化變得大膽而高效。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化受限于化學(xué)家的經(jīng)驗，而生成式模型的引入，打破了這一局限。AI可以基于關(guān)鍵藥效母核推演，生成海量的新藥效結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代中醫(yī)藥海河實驗室利用這一技術(shù)，分別針對非小細胞肺癌治療和清除衰老細胞的研究需求，基于中藥藥效物質(zhì)的母核，生成并實驗驗證了多種活性更強的新小分子結(jié)構(gòu)。AI為中藥小分子新藥設(shè)計提供了算法輔助的創(chuàng)新路徑。

在中藥配伍研究中，AI能夠讓最優(yōu)藥效組合快速被發(fā)現(xiàn)。中藥復(fù)方的藥效物質(zhì)組合呈指數(shù)級增長，傳統(tǒng)經(jīng)驗與單點實驗方法難以覆蓋每一種可能性。AI技術(shù)讓這一復(fù)雜空間得以被系統(tǒng)化、快速探索?，F(xiàn)代中醫(yī)藥海河實驗室團隊利用機器學(xué)習和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將靶點網(wǎng)絡(luò)重疊、信號通路協(xié)同以及藥效結(jié)構(gòu)特征等多維信息輸入模型，并結(jié)合分子理論，對非小細胞肺癌及抗衰老相關(guān)中藥小分子組合進行高通量預(yù)測，從海量可能性中識別出最有潛力產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的核心組合。這為經(jīng)典方劑優(yōu)化、新方構(gòu)建及個性化組合提供了科學(xué)、可操作的依據(jù)，推動中藥研發(fā)實現(xiàn)精確化與高效化。

以上技術(shù)環(huán)節(jié)為中藥方劑的化裁與創(chuàng)新提供了新方法。現(xiàn)代中醫(yī)藥海河實驗室集成上述核心技術(shù)構(gòu)建了Hai HeTCM組分中藥算法庫，為算法提供可視化前端操作界面，并支持無算法知識背景的科研人員直接應(yīng)用，進一步助力中藥研發(fā)創(chuàng)新。

傳統(tǒng)方劑遵循“君臣佐使”等組方原則，但其調(diào)優(yōu)空間往往受限于系統(tǒng)化驗證證據(jù)的缺乏。AI通過整合古籍文獻、現(xiàn)代藥理研究、實驗數(shù)據(jù)及臨床記錄，不僅能夠揭示方劑療效的內(nèi)在機制，還可以模擬不同藥味組合對藥理作用的影響，為經(jīng)典方劑的適應(yīng)證研究提供新依據(jù)，并為新方設(shè)計提供科學(xué)參考，使“經(jīng)驗方”逐步向“可推演方”轉(zhuǎn)變。

與此同時，臨床驗證環(huán)節(jié)也因AI的介入而更加精準可控?；陔娮硬v、真實世界數(shù)據(jù)與隨訪信息，AI能快速識別有效人群、療效轉(zhuǎn)折點與潛在風險，并反向優(yōu)化研究設(shè)計，使臨床驗證不再是研發(fā)末端的單向確認，而是貫穿研發(fā)全程的動態(tài)反饋環(huán)節(jié)。這一場景讓中藥從“經(jīng)驗可信”邁向“證據(jù)可信”，從而提高新藥注冊和應(yīng)用推廣的速度與質(zhì)量。

數(shù)智教育：培養(yǎng)創(chuàng)新型人才對接產(chǎn)業(yè)需求

圍繞“AI+中藥”的技術(shù)變革，天津中醫(yī)藥大學(xué)推動中藥制藥工程學(xué)院重構(gòu)課程框架，將中藥學(xué)、藥物化學(xué)、人工智能、工程自動化等多學(xué)科深度融合，形成前瞻性的跨學(xué)科知識體系；建設(shè)國家級虛擬仿真實驗室和教育部虛擬教研室，在數(shù)智化環(huán)境中，培養(yǎng)學(xué)生同時具備算法解析、實驗驗證與工程實施能力。此外，中藥制藥工程學(xué)院建設(shè)的“智能分子工程”微專業(yè)，重點培養(yǎng)能夠理解中藥分子特征、運用算法模型并具備工程創(chuàng)新思維的智能創(chuàng)制人才。

天津中醫(yī)藥大學(xué)還依托中藥制藥工程學(xué)院獲批國家中藥制藥現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院，促進產(chǎn)業(yè)、科研與教學(xué)的深度融合，培養(yǎng)實踐型、創(chuàng)新型、創(chuàng)業(yè)型人才。在新藥研發(fā)方面，天津中醫(yī)藥大學(xué)中藥制藥工程學(xué)院利用中藥知識庫和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將知識驅(qū)動與數(shù)據(jù)驅(qū)動結(jié)合，成功應(yīng)用于經(jīng)典名方二次開發(fā)、臨床驗方優(yōu)化及大品種創(chuàng)新升級，實現(xiàn)逍遙散、開心散等方劑藥效物質(zhì)解析及作用機制推演，并為中藥創(chuàng)制提供可復(fù)制范式。

數(shù)千年來，中醫(yī)藥以經(jīng)驗為基礎(chǔ)、以傳承為脈絡(luò)。隨著AI技術(shù)融入其中，傳統(tǒng)的“君臣佐使”理念與數(shù)據(jù)的“算、識、析”方法交匯碰撞，推動中藥研發(fā)向智能化方向演進。AI并非取代傳統(tǒng)，而是為古老智慧賦予新的方法論，使經(jīng)驗的積累能夠被系統(tǒng)梳理、量化分析和科學(xué)驗證，并在創(chuàng)新實踐中煥發(fā)出更持久的生命力。

未來，中藥新藥研發(fā)將逐步形成以AI為重要支撐的智能化創(chuàng)新生態(tài)。隨著大模型、云計算等技術(shù)的不斷發(fā)展，“AI+中藥”有望成為推動中醫(yī)藥高質(zhì)量傳承、創(chuàng)新發(fā)展與體系化升級的核心力量。AI正讓中藥研發(fā)駛?cè)霐?shù)智化的高速通道，使千年本草在新時代煥發(fā)出新的活力。

（作者系天津中醫(yī)藥大學(xué)中藥制藥工程學(xué)院院長）

(責任編輯：周雨同)