“老中医”遇上大模型,天士力为何力推“数智中药”?

一场深刻的产业变革。

提到中医,很多人的印象大概是一位白发苍髯、经验丰富的老大夫坐在面前,望闻问切,把脉诊断是必不可少的环节,问诊末了,老大夫拿起纸笔在处方笺上写下由多味药材组成的药方,病人把药拿回家,放在一起熬煮……

中医药包含着中国人几千年的健康理念及实践经验,是中华文明的一个瑰宝,凝聚着中国人民和中华民族的博大智慧。但这门传承千年的学问,绝不是很多人想象中的样子,它正在跟上时代的脉搏,持续迭代升级。

6月下旬,中国人工智能领域两场盛会几乎同步举办。

在广东东莞,华为开发者大会2024大幕开启,华为旗下盘古大模型迭代更新,新一代盘古大模型5.0在全系列、多模态、强思维三个方面全新升级。华为技术有限公司常务董事、华为云CEO张平安称,华为云盘古大模型聚焦行业,在解难题、做难事的道路上不断攻坚克难,砥砺前行,重塑千行万业。

数据显示,过去一年,盘古大模型已在30多个行业、400多个场景中落地,其中就包括中医药行业,“数智本草”大模型即是成果之一。去年10月,天士力医药集团与华为官宣合作;今年5月,双方共建的“数智本草”大模型正式发布,标志着中医药行业进入数智化新时代。

在天津国家会展中心,550家企业、机构亮相2024世界智能产业博览会,天士力“数智本草”大模型及智能制造技术吸引了行业内外观展人士的广泛关注。

“老中医”遇上大模型,一场深刻的产业变革悄然开启。

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答中医药现代化之问

在中医药领域,长期以来有一个几乎困扰着所有研究者及从业人员的痛点。

中医药是传承几千年的实践医学、经验医学,但是缺乏有效的证据。特别是近代以来,中医药面临信任危机,中医药现代化首要问题是解决“证据”缺失的难题。

解决这一难题一方面靠循证研究,另一方面也需要用现代语言去“解析”中医药,也就是将中药的功效组成和作用机制讲清楚。

中国工程院院士张伯礼曾分享过一个细节——2021年底,国家领导人接见身处抗击新冠疫情一线的张伯礼团队,接见完成离开时又特地折返回会场强调,“要用现代科学解读中医学的原理,既用好现代评价手段也要尊重几千年经验,说清楚、讲明白中医药的疗效。”

但是,中医药有着非常复杂的体系,验证其临床价值、有效性和安全性的难度很大。

相似的问题在中医药产品生产制造层面也存在,即便在研究层面搞清楚了中药的物质基础和作用机制,如何保证品质的一致性呢?“药有个性之专长,方有合群之妙用”,中药多组分的物质特性,极易受到土壤、气候等环境影响而产生质量波动,“丸散膏丹、神仙难辨”,质量控制又是一个困扰中医药人的世界性难题。

中医药传承发展,必须要回答好现代化之问。此前,中医药行业内已经进行了诸多探索,现在业界希望插上AI的翅膀,进一步推动中医药的现代化。

天士力扛“数智中药”大旗

天士力是率先明确将数智化作为发展战略的头部中医药企业,其数智化转型受到全行业的关注。

过去30年,天士力持续推进全产业链的标准化、信息化、数字化,其过程积累了海量的中医药研发、生产及市场应用端数据。在大数据、云计算和人工智能等技术飞速发展的背景下,“数智化”成为了进一步打开中药这个复杂系统“黑箱子”的新动力。

实际上,天士力“数智中药”的探索已经沉淀多年。从2006年起,天士力就开启了全产业链的信息化、数字化实践;2017年,天士力搭建了基于疾病网络和药物网络的星斗云平台。

2020年,天士力启动“两转一升” 战略转型,向创新创造型企业、智慧服务型企业转型、向数字化智能制造升级。

去年,天士力正式提出“数智中药”的概念及发展蓝图,不久前发布“数智本草”大模型。对于长期观察中医药行业发展的人士看来,天士力的数智化转型厚积薄发、水到渠成。

“数智中药”的建设过程中,“数智本草”大模型的发布是一个重要的里程碑。

数智本草大模型是天士力星斗云系统与华为盘古大模型融合训练精准调优而成,包括语言大模型与中药计算大模型,具有380亿的参数量、350万天然产物特征、1000多本中医典籍、9万多首方剂、4000多万篇科研文献、2万多靶点通路等守正、创新、产业化三大类海量数据。

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大模型重塑中医药研发模式

“数智本草”大模型正在重塑天士力的原始研发创新能力,形成新的中医药研发范式。

据介绍,“数智本草”大模型目前已经形成智能问答、交互计算、报告生成、三大功能,全面支持天士力中药创新研发工作。

用户通过智能问答可以用自然语言在不同类别中医药传统与科学信息中快速灵活地进行筛选、分析与总结,大大提高工作效率同时,并可追踪证据来源、查阅原文,以及导出数据用于后续统计分析。

交互计算功能,“数智本草”结合星斗云中药计算一站式平台,可开展从靶点筛选到方剂机制解释、药物重定位等工作。结合智能问答筛选的信息,通过交互计算可以进一步深度分析组方规律,挖掘核心药材配伍,还可以对方剂进行分子机制解析、药物新适应症预测,助力处方优化与创新方剂生成。

报告生成功能针对中医药研发各环节,包括产品立项、临床方案设计、中成药品种评估等场景,“数智本草”大模型可一键生成研发报告,大大提升报告撰写的研发效能。

张平安在华为开发者大会上特意提到,天士力“数智本草”大模型基于华为盘古L0基础大模型,学习训练了4000多万篇文献,让数智本草大模型在中医药问诊、方剂优化上有非常好的表现;另一方面,天士力在盘古药物分子大模型基础上增训了350万天然产物的分子,用来发现中药的有效成分、优化方剂、研发新药。

大模型已经开始助力天士力的新药研发工作。目前,天士力利用“数智本草”大模型在古籍和文献中挖掘糖尿病肾病的核心方剂,指导糖尿病肾病创新方剂生成和优化。新方剂在糖尿病肾病模型小鼠体内药效分析中显示出了良好的药效结果。

中药制造进入“AI+”时代

除了研发范式的升级,从业者也在思考能否利用大模型等数字技术改造中医药制造。

中药成分复杂,不同产地、不同批次药材中有效成分波动比较明显,这就导致同样的药,其疗效千差万别。标准化、自动化是保证产品质量的必经之路。

在自动化、无人化的基础上,天士力“智能制造”更进一步,将工艺、装备和过程控制模型进行系统性的工程设计,对工厂全要素进行整体性管控,结合系统的全产业链标准化管理,打造工程科学与工业大数据融合的中药工业智能制造新方案,解决了复方中药产业化生产过程一致性这个关键问题,实现了中药产品批次间质量的一致性。

以天士力独家产品复方丹参滴丸为例,每一批次滴丸的生产过程有2100个数据采集点,抓取20万个数据,通过建模分析,不断反馈优化参数,从而确保产品质量的稳定性、一致性。

在提质的同时,数智化生产还能产生“额外效益”,数据显示,天士力在应用人工智能技术后,高速滴丸产线占地面积减少了75%、生产效率提升了20倍以上;此外,工厂能耗、污染物排放也都实现了大幅降低和减少,获得Wind ESG评级A、卓越领航ESG企业等权威认可。

天士力在中药智能制造领域的探索在行业中已经形成了示范效应,先后获得国家工信部“智能制造试点示范”、中国工业大奖、国家“绿色工厂”认证、国家“智能制造示范工厂”等认可,相关技术成果获得了2022年天津市科学技术进步特等奖。

中医药产业变革大幕拉开

今年5月,张伯礼在“数智赋能大健康产业新质生产力暨第四届中医药国际发展大会”上表示,“中医药与人工智能结合是必然发展趋势,不以人的意志为转移”。

当前,“数智中药”的发展路径已经成为部分企业的共识。比如在制造领域,康缘药业先后完成了6个智能工厂/车间的升级改造或建设,并积极建设5G智慧中药工厂,将“5G+工业互联网”应用到研发、生产、检测、仓储、管理等5大关键环节中,形成了“5G+产品缺陷视觉检测”“5G+近红外检测”等14个典型应用场景。

云南白药也在今年2月和华为云签署合作协议,双方表示,将在中医药行业大模型研究领域展开深度协同合作。针对公众科普教育、科研知识挖掘、中医药产业链赋能、专业营销和医学能力提升、以及特定疾病和健康管理等多元应用场景进行探索和拓展。

未来,“数智中药”还将继续深化。天士力已经勾画了完整的蓝图,即“六化三精”为核心,通过组方配伍数智化、物质基础数智化、量时毒效数智化、生产质控数智化、临床应用数智化、消费认知数智化,引领创新中药达到用药精准、生产精智、疗效精确的新高度。

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可以预见,数智技术在中医药现代化征程中的“戏份”将越来越重,既能让中医药更好地造福人类,也能帮助药企降本增效。更重要的是,中医药这个“黑箱子”一旦被打开,整个学科将焕发出更强的生命力,实现几代中医药人“振兴中医药”的夙愿。

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