弄潮智能医药“蓝海”

——记山东省五四奖章获得者，中国石油大学（华东）宋弢教授

“做研究要耐得住寂寞，心志坚定方能守得住繁华。”一次讲座时，中国工程院院士、华中科技大学教授段正澄如是说，这句金玉良言深深刻进了一名博士生的心里，帮助他树立起坚定不移搞科研的理想信念。

这名博士随后入职中国石油大学（华东），他在人工智能辅助医疗技术和智能药物领域开拓创新、成果卓著，他就是2022年山东省五四奖章获得者，中国石油大学（华东）青岛软件学院、计算机科学与技术学院副院长宋弢教授。

研发人工智能辅助医疗技术，大幅提高医生诊断效率

2013年从华中科技大学毕业后，宋弢先后在斯威本科技大学、马德里理工 大学从事访学研究。Elsevier中国高被引专家、斯坦福全球2%顶尖科学家、法国玛丽居里学者Industry Researcher、西班牙Juan de la Cierva学者……拥有众多“国际范”称谓的宋弢，心中一直怀揣科技强国的理想。他于2015年回国，入职中国石油大学（华东）。在生活中，他敏锐地发现，常规医院里做一次CT一个人需要20分钟，一天也就能做10个人左右，医院对影像诊断存在提质增效的迫切需求。

博士期间主攻系统科学方向，加之具有生物计算研究基础，宋弢琢磨着能否利用人工智能辅助医院进行影像判断。这是一片全新的领域，国内外鲜有人研究，宋弢想到后就迅速着手组建团队进行相关程序的研发。构建算法相对容易实现，但数据采集却是困扰团队的主要难题。医院大都顾虑病人数据的敏感性和隐私性，不会将数据提供给宋弢，而没有足够的数据样本就无法让人工智能得到学习，进而无法判断病症。为此，在2015年到2017年的时间里宋弢一直辗转于各大医院间，推荐自己的人工智能辅助医疗技术，寻求解决数据难题的方法。

“功夫不负有心人。”2018年，获评“泰山学者”后，宋弢以个人名誉为担保在省立三院开设了泰山学者工作站。恰巧当时济南正在建设国家医药健康大数据中心，宋弢得以参与项目建设，接触到大量诊断数据，经过大量运算和比对，他将人工智能系统“训练”成型，能够支持22个专病队列、30余种疾病的分析，在接诊检查病人时，人工智能系统会判断出初步结果，有效辅助医生进一步做出正确的诊断。目前，人工智能辅助诊疗系统的诊断准确率高达97%，也大幅提高 了效率，原本一个普通医院每天诊断五六十名病人已是极限，现在能够诊断四百人以上。

“人工智能辅助医疗技术最大的意义在于促进城乡间医疗资源的平衡，将人工智能技术在大城市医院的数据上进行训练，再将数据存到乡镇医院设备上进行应用，相当于一个人在大城市学了很多先进的知识，回到医疗不发达的地区去做贡献。”宋弢表示，现在技术得到了比较好的推广应用，在10余家三甲医院开展临床验证，预计三年内服务100万人次，直接受惠群众30万人。

赋能药物研发，有力推动中医药走向世界

人工智能辅助诊断技术研究进入丰收期后，宋弢做了一个让大部分人都不能理解的选择：更换科研方向。宋弢做出这个决定的起因源于牛津大学的医药专家Jessi-ca Vamathevan与他交流时的一句话——“诊断出病症只是第一步，好的技术应该服务于医药，真正把病症解决。”

这句话一针见血，深深震撼了宋弢的内心，也为他的后续研究指明了方向。2018年8月，宋弢着手向药物领域进发。面对完全陌生的领域，要做好交叉融合，就必须深刻了解相关知识。为此，宋弢自学了大量医学知识，办公室里常年堆满了医学书籍。

经过较为系统的学习后，宋弢发现，作为中华民族瑰宝——中药虽然拥有能够治愈疾病的药物成分，但药汤内同时含有的其他成分会对人体肾脏造成伤害。为了趋利避害，宋弢构想利用人工智能找出药汤内的有效药物成分的大分子，再提供给相关研发机构助力其从中药中提炼成药片。

宋弢联系到中国海洋药物研发项目的负责人——山东省“泰山学者”特聘教授杨金波。听完宋弢的构想后，杨金波又惊又喜，因为这项技术一旦成功实现，将为中医药分子的发现和研制省下不可估量的资金和时间。

杨金波给了宋弢3000个从海洋中提取的天然化合物分子作为潜在的药物成分进行试验。经过算法的筛选比对后，宋弢遴选出28个有较大可能性的天然化合物分子。“其中有7个分子非常好，每个分子都可以培养一个像模像样的药学硕士或博士，这一算法帮我把研究加速了太多。”杨金波对宋弢的工作给予了高度评价。

之后的 3 年时间里，宋弢收集了《中华海洋本草纲目》中天然化合物分子的成药属性，收集78573种天然产物和1048576种天然化合物对，构建出海洋药物的知识图谱。

团队的共同努力结出了累累硕果。宋弢作为负责人带头承接了国家级科研项目5项，省部级科研项目11项，研究成果获教育部高等学校自然科学一等奖1项、科技进步二等奖1项，中国计算机学会科技进步杰出奖1项，国际膜计算学会最佳应用成果奖1项，研究成果获得了10余名欧洲科学院院士、美国科学院院士的正面评价。

其中，“化合物-靶标”智能全景分析已被应用于阿尔兹海默分子智能发现工作之中，“中医药物分子功能智能发掘与药方智能设计技术”也依托“国家重大新药创制平台(山东)中药单元平台”支持得以初具雏形。宋弢还与清华大学出版社合作出版图书《人工智能辅助新药研发》，作为国内人工智能与药学结合的开山之作，旨在将人工智能助力药物研发这一想法更为广泛地传播出去，走向世界，使人类的健康事业再上新台阶。

段正澄的谆谆教诲犹在耳畔，宋弢传承前辈的研究理念，耐住寂寞，心志坚定，潜心科研，着力于在海洋药物这片蓝海遨游！