科学家首次使用AI工具设计全新抗体！“10年后，这就是设计抗体的方式”【附人工智能技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

据英国《自然》杂志网站19日报道，美国华盛顿大学科学家首次使用生成式人工智能(AI)工具，帮助他们制造全新抗体。研究团队表示，AI设计抗体或能更好靶向一些很难被攻击的药物标靶，但这些抗体距离临床应用还有很长的路要走。

论文作者之一、美国华盛顿大学西雅图分校计算生物化学家NathanielBennett和同事使用的是团队去年发布的人工智能工具，有助于改变蛋白质设计。该工具名为RFdiffusion，使研究人员能够设计出与另一种蛋白质紧密结合的微型蛋白质。但这些定制蛋白质与抗体没有相似之处——抗体通过软环的方式识别目标，而事实证明，软环难以用人工智能建模。

为解决这一难题，研究人员利用在数千个实验中确定的附着在标靶的抗体结构，以及其他抗体样相互作用的真实数据，训练RFdiffusion神经网络，并对其进行了微调。用这种方法，他们设计出了数千种抗体。它们能识别几种细菌和病毒蛋白质(包括新冠病毒和流感病毒用来入侵细胞的蛋白质)，以及一个癌症药物标靶的特定区域。

Bennett表示，人工智能工具让高成本的抗体制造有了捷径，有可能“使设计抗体的能力大众化”。“10年后，这就是我们设计抗体的方式。”英国牛津大学免疫信息学家Charlotte Deane表示，“这是一项非常有前景的研究”，代表了将人工智能蛋白质设计工具应用于制造新抗体的重要一步。

研究团队希望RFdiffusion能帮助寻找已被证明具有挑战性的药物靶点，如控制细胞对外部化学物质反应的膜蛋白——G蛋白偶联受体。但团队表示，从RFdiffusion设计抗体到实际应用还要经历很长时间。一方面，起作用抗体与靶点结合力并不是特别强。另一方面，还需要将治疗抗体的序列修饰为与人类天然抗体类似的序列，以免引发免疫反应。

图片来源：《自然》网站

技术价值观察

人工智能产业链上游为硬件设备和数据设备，其中包括芯片、传感器、大数据、云计算服务等，为人工智能提供数据服务和算力支持;中游是人工智能产业的技术核心，包括通用技术、算法模型、开发平台三个方面，涵盖了机器感知、自然语言理解、机器学习、图谱、基础开源框架等核心技术;下游是人工智能的应用产品和场景，涉及交通、医疗、安防、金融、家居、制造等多个领域。

科学家首次使用生成式人工智能(AI)工具制造全新抗体，或能更好靶向一些很难被攻击的药物标靶。因此，从人工智能产业链上看，该技术处于产业链的下游应用环节。

宏观市场观察

——行业处在快速发展阶段

相较于国际人工智能的发展历程，我国人工智能产业起步较晚，萌芽于1978年。随着互联网的快速发展和技术的迭代更新，人工智能产业在过去近20年渡过探索期和成长期，目前正处于快速发展阶段。国务院于2016年发布的《“十三五”国家科技创新规划》中明确提及将人工智能列为国家战略层面的重大科技项目。2020年，“十四五”指出人工智能作为“新基建”建设重要一环，将是新一轮产业变革的核心驱动力，肩负着推动万亿实体经济产业转型升级的目标。

——人工智能市场规模突破5000亿元

受益于国家政策的支持，以及资本和人才的驱动，我国人工智能产业蓬勃发展，已步入世界前列。根据中国信通院发布的数据，我国人工智能产业规模从2019年开始快速增长，2021年同比增长达到33.3%，2022年产业规模达到5080亿元，同比增长18%。初步统计，2023年规模达到5784亿元，增速放缓至13.9%。

——AI大模型是一种新的智能计算范式

超大规模智能模型，简称大模型，是近年兴起的一种新的人工智能计算范式。和传统AI模型相比，大模型的训练使用了更多的数据，具有更好的泛化性，可以应用到更广泛的下游任务中。按照应用场景划分，AI大模型主要包括语言大模型、视觉大模型和多模态大模型等。业界典型的自然语言大模型有GPT-3、源、悟道和文心等。视觉大模型也已广泛应用于自动驾驶、智能安防、医学影像等领域。基于多模态大模型的以文生图技术也迅速发展，AI内容生成(AI Generated Content，AIGC)已成为下一个AI发展的重点领域。

——中国AI应用在金融、电信制造、医疗行业加速渗透

目前，随着数字经济与实体经济融合程度不断加深，以及互联网平台的数字化场景向元宇宙转型，人类对数字内容总量和丰富程度的整体需求不断提高。AIGC作为当前新型的内容生产方式，已经率先在传媒、电商、影视、娱乐等数字化程度高、内容需求丰富的行业取得重大创新发展，市场潜力逐渐显现。与此同时，在推动数实结合、加快产业升级的进程中，金融、医疗、制造、工业等各行各业的AIGC应用也都在快速发展。

据IDC，2022年中国人工智能行业应用渗透度排名前五的行业依次为互联网、金融、政府、电信和制造。另外，AI为自动驾驶、交通物流所赋予的价值也不容忽视，据麦肯锡预计，AI为交通领域创造3800亿元的经济价值。

——行业发展前景预测

据前瞻产业研究院测算，我国2023年AIGC市场规模预计可达到170亿人民币，2023-2025年是我国AIGC产业市场规模增长的第一阶段，增长率维持在25%左右，2025年市场规模达到约260亿人民币。2025年开始，由于行业生态完善(特别是底层大模型完成对外开放)，应用层蓬勃将带动产业快速增长，年复合增长率将超过70%。预计2027年我国AIGC产业规模超600亿人民币，2028年开始，AIGC产业将延展出完整产业链，并在商业化场景上持续拓宽加深，深入变革行业。2028年起，我国AIGC产业规模将持续保高速增长，2030年市场规模超万亿。

中国人工智能技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与人工智能关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和西北地区，并且以广深、西安市为重点发展区域，未来布局人工智能技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南、西北地区优先导入，其中可重点关注广东省广州市天河区、广东省深圳市的福田区及陕西省西安市雁塔区所处的人工智能相关企业，以及该地方对于人工智能产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国人工智能行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

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