在全球医疗健康产业智能化转型的背景下,纳米药物凭借其靶向精准、疗效显著的优势,正成为癌症治疗与精准医疗领域的核心突破口。我国“健康中国2030”战略的推进与“人工智能+”行动的深化,为纳米药物研发注入强劲动能。然而,传统研发模式中数据碎片化、筛选效率低、成本高昂等问题,长期制约行业创新发展。
江西师范大学“纳米天工”团队深耕AI与纳米医学交叉领域,成功研发出国内首款高精度AI驱动型纳米药物智能筛选系统,为破解行业难题提供全新解决方案。
图 1“纳米天工”团队成员
一、技术突破:从多模态数据库到秒级智能筛选
团队针对纳米药物研发全链条痛点,创新构建三大核心技术体系,形成“数据-模型-应用”一体化创新矩阵:
1.数据层革新:基于Meta-Transformer+LLM的多模态数据处理技术,集成文本、图表、实验视频等十亿级数据源,建成覆盖80万种材料、5000万条参数的动态数据库,材料覆盖率突破行业天花板。
2.模型层跃迁:首创Nano-SPCB机器学习模型,揭示纳米材料“结构-性能”关系黑箱,筛选单材料耗时从>2天缩短至<1秒,研发成本由万元级降至百元级,精度达99.61%。高通量DFT计算技术建立羟基吸附能等评价模型,填补类过氧化物酶活性预测空白。
3.应用层重构:开发NanoGenius Pro智能系统,集成药物筛选与性能预测双模块,可针对抗菌、抗肿瘤等需求输出定制化方案。试用企业测试显示,系统筛选的AuCu3纳米药物抗菌活性超传统药物25倍,中科院验证其对肿瘤抑制率达50%。
图 2 团队成员在实验室开展研究
二、技术验证与产业化落地:从实验室到千亿市场
知识产权布局:发表SCI一区论文3篇(最高IF20.83),获发明专利8项、软著6项,构建覆盖数据处理、算法模型、系统设计的全链条专利池,技术获西南信息中心查新认证“国际领先”。
场景验证:通过中国赛宝实验室功能性认证,中科院等机构完成肿瘤抑制、抗菌等场景验证,与纳宇纳米等企业合作中节约研发成本80%。
市场潜力:据数据显示,2029年全球纳米药物市场规模将达1.1万亿元。团队“B2B+B2G”商业模式已签订意向合同246万元,预计2028年营收突破4666万元,可带动上下游就业超1000人。
三、医疗革新新引擎:从技术赋能到产业生态
产业价值重构:系统将单药物研发周期从5年压缩至数月,推动我国纳米药物市占率从不足12%向国际领先跃进。靶向药物研发效率提升使癌症患者用药成本降低60%,助力“健康中国”战略实施。
科研范式升级:构建“文献挖掘-数据训练-智能预测-实验验证”四维闭环,为500余家科研机构提供研发工具,相关成果被阎锡蕴院士等国际权威重点引用,入选国家药监局重点实验室建设案例。
教育生态创新:创建NAOI学社,开设计算机与化学融合课程,培养跨学科人才300余人,项目入选国家级双创案例库,获“挑战杯”等30余项国家级、省级奖项,形成“产学研赛”联动育人新模式。
图 3 团队成员讨论分析
四、未来展望:引领AI+医疗新时代
随着《“十四五”生物医药产业发展规划》提出2030年创新药研发AI渗透率超50%的目标,智能药物筛选系统将成为医疗创新的核心基础设施。江西师范大学“纳米天工”团队的突破,不仅实现了纳米药物研发效率与精度的双重革命,更构建了“数据驱动-智能决策-产业转化”的全生态技术体系。
正如项目负责人王菲所言:“我们正用人工智能重新定义药物研发的边界,让更多‘不可能’的疗法照进现实。”这一成果不仅为万亿级纳米医药市场装上“智能引擎”,更向世界展示了中国在AI医疗交叉领域的创新实力。