
AI 啟動的不只是技術應用變革,而是涵括人類經濟生活每個層面的宏觀改變。國際知名未來學家 Amy Webb 提出「超級經濟週期」(supercycle) 概念,她指出,透過多項科技的整合和互相作用,正在重塑全球經濟、社會和文化。其中最重要的三項動力,來自於 AI、生物科技,以及由半導體、感測器連結構成的網絡。
超級經濟週期指的是超過十年以上或長達數十年的長期波動,在這個週期當中,各種經濟活動和市場機制會有極大幅度的改變與波動,同時影響多個國家與產業,遠超過在總體經濟領域中慣稱的的經濟週期循環。
而人工智慧和其他兩項的發展有著密不可分的關係,互為助力。例如在生物科技領域中,不只限於傳統認知的醫療照護或新藥開發,還包括對人類食物生產、飲食習慣的影響。她在著作中提出,例如,生成生物學(Generative Biology)將可以設計和創造出新的生物特性和功能,改變藥物的製造方式,甚至生產更接近真正肉類口感的人造肉。
AI 如何影響蛋白質結構預測?
目前,各科技巨擘競逐的重點領域、且有明確發展成果的,主要是人工智慧(AI)在蛋白質結構預測與藥物開發方面的應用。從Google DeepMind的AlphaFold 3到OpenAI的GPT-4b micro,這些生物科技與AI結合的技術,正在改變醫藥與生物科技的未來,甚至可能重塑人類壽命。
蛋白質是生命的基石,影響著血液凝固、激素調節、免疫系統運作及組織修復等生物過程。蛋白質的3D結構決定了其功能,因此,準確預測蛋白質結構對於藥物開發與疾病治療至關重要。
Google DeepMind的AlphaFold 3,許多人認為是目前最精確的蛋白質結構預測AI,準確率已超越傳統基於物理的模擬方法,為科學家提供了前所未有的工具來設計新藥、理解疾病機制,甚至探索抗衰老療法。
然而,蛋白質結構預測只是第一步。AI不僅能預測蛋白質形狀,還能幫助合成全新蛋白質。這則是OpenAI的GPT-4b micro正在嘗試的突破:讓細胞重編程,使體細胞回復到類似幹細胞的狀態,從而延緩衰老。
AlphaFold 3:藥物研發的顛覆者
Google DeepMind如何改變蛋白質研究?AlphaFold最早於2018年在「關鍵性評估蛋白質結構預測(CASP)」競賽中嶄露頭角,到了2020年,AlphaFold 2的預測精準度已幾乎與實驗結果無異,震撼全球科學界。
2024年,AlphaFold 3誕生,其對於蛋白質與其他分子,如DNA、RNA、配體之間的交互作用的預測準確率,比傳統方法高出50%。最重要的是,它無需任何額外的結構信息,首次超越基於物理的計算方法,被《自然》期刊譽為「開啟生物分子結構預測的新時代」。
這代表著,AI不僅能幫助研發新藥,還能大幅加速藥物發現的過程。例如,全球製藥巨頭禮來(Eli Lilly)利用AI技術,在短短5分鐘內即可測試數百萬個分子,而傳統實驗方法可能需要一年甚至更長時間。
OpenAI的GPT-4b micro:重新編寫細胞,開啟抗老化新時代
AI如何讓細胞「回春」?2025年1月18日,OpenAI宣布與抗衰老公司Retro Biosciences合作,開發出GPT-4b micro,這是全球首款針對抗衰老的AI模型。該模型的核心技術是「山中因子」(Yamanaka Factors),這是一組可讓體細胞逆轉成幹細胞的蛋白質組合。
GPT-4b micro的突破在於,透過AI設計全新蛋白質,提高山中因子的表現效率,將細胞重編程的效果提高50倍;同時修改蛋白質高達三分之一的胺基酸,突破過去生物學家不敢嘗試的範疇。並且支援跨物種蛋白質研究,對於再生醫學發展速度將產生相當大的突破。
這項技術的目標是讓人體細胞在不影響原始功能的前提下,進行部分重編程,以延緩老化、修復組織,甚至提升壽命。這意味著,GPT-4b micro不只是個蛋白質預測工具,更可能成為未來「生物重編程」的核心引擎。
目前,已有多家公司投入部分重編程抗老技術競賽,包括Alphabet(Google母公司)旗下的Calico Life Sciences、貝佐斯投資的長壽公司Altos Labs等多家企業。
AI製藥市場的爆炸性潛力
AI的大量應用,使得製藥產業進入高速發展期。根據Markets & Markets報告,2022年全球AI藥物研發市場規模約6億美元,預計2027年將增加至40億美元,年增長率超過40%。
根據麥肯錫(McKinsey)的數據,傳統藥物開發需要10~15年,平均花費10億美元以上,有時甚至超過20億美元。然而,透過AI技術,製藥公司可以降低研發風險、縮短開發時間,甚至大幅節省成本。
光是2023年,就有多個醫藥相關的AI大模型和工具誕生,包括Salesforce推出蛋白質生成AI大模型ProGen;微軟有蛋白質生成的通用AI框架EvoDiff;AWS機器學習平臺SageMaker發佈了蛋白質摺疊工具;NVIDIA推出用於藥物研發的生成AI雲服務BioNeMo,並投資製藥公司Recursion Pharmaceuticals和Iambic Therapeutics。
此外,AI技術與基因體學(genomics)結合,也將帶來巨大的市場潛力。NVIDIA與Illumina、梅約醫學中心(Mayo Clinic)等機構合作,運用AI分析人體基因組數據,進一步加速個人化醫療與基因治療的發展。
從AlphaFold 3到GPT-4b micro,科技巨頭正以前所未有的速度推動生技領域的進步。未來AI不僅能幫助藥物發現,還可能改變人類的衰老進程,甚至讓生命延長成為現實。
這場競賽不僅是科技企業間的競爭,更關乎人類醫療健康的未來,隨著AI藥物開發技術不斷進展,或許我們正見證著醫藥領域的一場顛覆性革命。然而,這場AI製藥競賽才剛剛開始。面對技術倫理、監管挑戰,以及長期療效驗證等問題,AI是否真的能讓人類突破生物學極限?是否能夠被人類社會接受?接受到什麼程度?仍是值得全球密切關注的問題。