#61期:AI健康老去 | 先导篇:新药是怎么诞生的?

一款新药从实验室走到药房，过去制药行业常说“双十定律”：平均需要十年，耗资十亿美元。可见新药开发的艰难与漫长。

这个说法源于美国，如今美国研发一款新药的全链条成本实际上已经接近27亿美元，而中国则凭借后发优势和更低的临床试验成本，将这一数字压缩到了原来的三分之一左右。

但无论在哪儿，能够进入临床试验的候选药物中，最终获批上市的还不到12%。

在了解AI如何改变这一切之前，我们先梳理新药研发的基本流程。

01 靶点发现

靶点是与疾病直接相关的蛋白质，是药物的攻击目标。

找到靶点，是药物研发的起点。

人体约有2万个蛋白质编码基因，已获批上市的药物仅覆盖了其中716个靶点。

传统方式依赖人工查阅文献和反复实验，一个靶点从假设到验证平均耗时3-5年。

02 分子生成与优化

靶点确定后，需要设计一个分子去干预它。

靶点是一种蛋白质，当它出现异常（如过度活跃或结构改变）时，就需要一个小分子或大分子药物来介入，将其拉回正常状态。这个介入物，就是药物的有效成分。

小分子药物（化学合成，可口服）和大分子药物（生物技术制备，通常注射）的设计路径不同，但都涉及从大量候选化合物中筛选出最优分子结构。

这一阶段从靶点确认到提名临床前候选化合物（PCC），传统平均耗时4.5年，需要合成和测试数万个分子。

AI介入后，从靶点发现到提名临床前候选化合物（PCC）的完整药物发现阶段，可缩短至12-18个月。

03 临床前研究

临床前研究阶段，是指候选分子在进入人体之前，必须先经过一系列细胞实验和动物实验，验证其安全性和有效性。

这一阶段的核心是ADMET评估，即药物的吸收、分布、代谢、排泄和毒性。一个分子在体外活性再强，如果无法被机体吸收、或在体内被过快代谢掉、或毒性过高，都无法成为药物。

这个阶段通常需要1-2年，消耗大量实验动物和经费，并且淘汰掉大部分候选分子。而且，即使在动物模型上有效，到了人体内也可能完全无效。这就是药物研发中著名的“转化鸿沟”。

AI介入后，可以通过计算模型提前预测分子的ADMET属性，评估其与靶点的结合亲和力，在进入实验室之前就筛掉高风险分子，让更有把握的候选进入实验阶段。

同时，虚拟细胞平台和类器官芯片等新技术正在将部分验证环节从动物身上前置到计算机和细胞层面，进一步缩短验证周期。

04 进入人体的审批门槛

临床前研究完成后，筛选出的候选分子还不能直接给人用。

药企需要向监管机构提交一份新药临床试验申请，包含临床前研究的所有数据，包括分子的理化性质、动物体内的药效和毒性、生产工艺和质量标准等，证明该药物有足够把握在人体中安全使用。获批后才能进入人体试验。

这道审批本身也需要时间。各国监管机构对此设有明确时限：美国FDA为30天，中国NMPA为60个工作日。加上申请前的预沟通和材料准备，从提交到获批通常需要数月。

2025年起，有监管机构开始允许用AI计算模型和类器官芯片替代部分动物实验数据用于此阶段申请，临床前验证的时间有望被进一步压缩。

05 临床试验（三个扩大的阶段）

通过审批门槛后，候选分子进入人体试验阶段。

人体试验分三个阶段逐步推进，规模逐级扩大，目标逐级递进：

• I期（20-100人）：主要评估药物的安全性和人体耐受剂量。受试者通常是健康志愿者，耗时数月。约70%能进入II期。

• II期（100-300人）：初步评估药物的有效性，并确定最适合的给药剂量。受试者是目标患者，耗时1-2年。约30%能推进到III期。大量药物在这里因疗效不足或副作用过大被淘汰。

• III期（300-数千人）：大规模确证药物的疗效和安全性，通常采用多中心、随机、双盲对照试验，耗时2-5年，是上市前最后一道关卡，也是耗资最大、失败代价最高的阶段。

三期合计通常需要6-7年，消耗整个研发预算的60%-70%。

AI在这一阶段的介入方式与前几个环节不同。它并不能直接加速试验本身，而是通过分析大量历史试验数据，帮助筛选更有可能响应药物的受试者、预测试验终点、优化给药剂量，从而在试验设计阶段就提高成功率。

06 上市申请与上市后监测

III期临床试验成功后，药企向监管机构提交新药上市申请。

审批通过后，药物才能正式进入市场。这一审批过程通常需要6个月到2年，具体时长因国家和药物的紧急程度而异。

上市并不意味着终点。

药物在大规模真实世界人群中的长期安全性和罕见副作用，在临床试验阶段受限于样本量和时间，无法被完全观察到。因此，上市后还需要进行IV期研究，持续监测药物在更广泛人群中的使用情况。部分药物会因为上市后发现的严重副作用而被限制使用或撤市。

AI在这一环节的作用，目前主要体现在上市后不良事件的自动监测与报告分析方面，但整体介入程度尚浅。

07 各国差异简要说明

上述流程是全球通用的逻辑框架。

具体到不同国家，监管机构的名称不同（美国FDA、中国NMPA、欧洲EMA），申请材料的名称不同（FDA的IND/NDA、欧洲的CTA/MAA），审批时长和具体要求也有差异。

但总体核心逻辑都是一致的：

临床前研究→申请进入人体→三阶段临床试验→申请上市→上市后监测

近年来，部分监管机构已开始允许，用AI计算模型和类器官替代部分动物实验数据，这一变化正在影响着全球监管趋势。

08 结语

一款新药从靶点发现到最终上市，需要经过分子生成与优化、临床前研究、审批申请、三阶段临床试验、上市后监测这一整条链条。

每一个环节都可能淘汰掉候选分子，最终能够走完全程的不足12%。这就是新药研发的现实：漫长、昂贵、充满不确定性。

今天，AI正在介入并改变这条链条上的每一个环节。下一篇，我们一起看看AI究竟改变了什么。

（作者声明：本文由作者确定核心观点与文章架构，负责文稿撰写及最终定稿，DeepSeek协助素材收集、草稿片段生成及问题证辩。文中信息与数据基于截至2026年8月的公开资料。中药制作插图由作者构思，豆包AI协助生成。）