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给药物分子“算命”,这支湖大团队用AI破译制药“晶型密码”
新湖南 • 教育
2026-03-03 14:35:57

湖南日报全媒体见习记者 沈可心 通讯员 苑铭菲

在药物研发的漫长旅程中,有一个看不见却至关重要的“关卡”——药物活性成分的晶型。它决定药效、安全性,甚至数亿美元的专利归属。然而,晶型可能性成百上千,传统“试错法”如同大海捞针,成本高昂且漫长。

如今,一支来自湖南大学哈佛大学、湖南华工信息集团有限公司产学研团队组成了湖南诺晶生命科技有限公司,正用AI技术打开这一“黑箱”,为医药行业带来一场“效率革命”。

一次提问出发,瞄准医药产业真实痛点

作为公司的湖大团队负责人贺词,是湖南大学化学专业本科生。大一时便加入课题组的他,早早遇到了所有化学家都头疼的问题晶型。

“同一种化学物质,分子本身一模一样,但在形成晶体时,排列方式不同,就像完全相同的乐高砖块,可以搭成高塔,也可以拼成矮墙。”贺词解释,分子不同的排列方式,就形成了不同的晶型。

在药物研发中,晶型是决定性的“隐形之手”:同一种药物分子,A晶型可能药效稳定、易于吸收;B晶型可能溶解度差、人体根本无法利用;C晶型甚至可能产生毒性副作用。

“问题在于,一个分子理论上可能存在的晶型太多了,几十种甚至上百种。”贺词说。传统做法是什么?靠实验一个个试,一种条件一种条件去碰运气。成本高、周期长,像在黑暗里挨家挨户敲门。

转机来自导师何清的一次关于AlphaFold学术分享。他指着一张蛋白质三维结构图问道:“晶体是分子的‘三维折叠’,AI既然能预测蛋白质结构,为什么不能用来预测晶型?”

这个提问点醒了贺词。他开始琢磨:能不能用AI给这个老问题找个新出路?

与此同时,一支跨学科团队逐渐成形。哈佛大学医学院博士后夏志南带来药物研发的产业经验;AI算法负责人黄其柏结合产品思维;肖磊负责国内外的药企链接工作。何清教授提供学术支撑一起从0到1攻坚克难

攻克技术“黑箱”从海量数据到产业验证

团队的攻坚从构建AI的“大脑”开始。他们从全球晶体数据库CCDC中整合了超过二十万个有机小分子晶体结构,构建了AI学习的“语料库”,并结合量子化学计算,为每种晶型的作用机制打上“机器可读”的标签。

“我们投了差不多上万级的数据,花了半年时间搭建这个平台。”贺词说。经过无数轮迭代,团队的核心平台实现了两大突破:

一是高精度晶型预测。用户输入分子式,平台可在数小时内预测出最可能存在的若干种稳定晶型,并以三维模型直观展示。

二是逆向结晶路径设计。系统不仅预测哪个晶型能用,还反向推理实验方案“告诉用户你怎么把它‘生’出来。”

技术的有效性,最终要在真实场景中验证。团队与清华大学、中南大学等高校及多家药企展开内测合作。技术太新了,很多企业都在观望。”贺词坦言,“试用就是一场考试,看我们能不能做出来。”

一次为某光学材料企业的服务中,团队通过了“考试”。客户长期受困于材料“晶型不稳定”,团队通过AI预测,帮助客户从大范围中快速圈定出可用的晶型,并进一步预测出生长方式,最终成功制备。

据估算,这样的服务能为药企在研发早期节省约80%的成本。

打破专利“围墙”,为中国药企闯一条自主路

在高端药物领域,晶型专利是跨国巨头构筑的“护城河”。一款重磅药物的正确晶型一旦被申请专利,后来者即便研发出结构相似的药物,也极难绕开不得不支付高额专利费。

“许多国际药企在布局核心药物时,不仅申请化合物专利,还会将药物可能存在的晶型逐一申请保护,筑起一道难以绕开的专利篱笆墙”贺词提出的现象,正是中国药企走向创新的核心痛点。

诺晶的AI平台提供了破局的“钥匙”:通过AI预测出的晶型,主动寻找原研专利未覆盖、同时具备良好稳定性的“空白晶型”。这些晶型不仅帮助企业合法绕开现有专利壁垒,还能作为全新的自主知识产权进行布局。贺词表示:“我们希望用AI帮助中国企业绕开晶型专利壁垒,走出一条自主可控的研发路径。”

这群年轻人的努力正在被看见。2025年,诺晶科技在新加坡科技创新周的“创新中国”展区亮相,吸引了新加坡副总理颜金勇、中国驻新加坡大使曹忠明驻足交流。随后,他们从全球1150支队伍中脱颖而出,斩获CICAS AI Agent全球专项赛半决赛初创组二等奖。

目前,他们正带着项目走上湖南“金种子杯”创业大赛,在AI+医疗健康赛道冲刺更广阔的舞台。

诺晶生命以AI大模型为核心,已开发出覆盖靶点发现、分子设计、晶型预测到临床试验的全流程智能体平台,让药企研发效率实现跃升。

谈及未来,团队更计划将AI能力拓展至新材料、农业科技、化妆品等多个领域,打造覆盖药物研发全链条的智能化设施,助力中国企业高质量发展。

作者:沈可心

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