本蓝皮书由沙利文发布,全面解析 AI for Life Sciences(AI4LS)行业的发展生态、技术矩阵、应用场景及未来趋势,聚焦 AI 技术对生命科学领域的范式重构与产业赋能,为行业参与者与投资者提供权威参考。
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- 核心定义与演进:AI4LS 是 AI 与生命科学深度融合的新型科研范式,从 “工具辅助” 迈向 “范式重构”,通过数据与机理双轮驱动,实现从 “模仿” 到 “创造” 的跨越。行业发展分为三阶段:2016-2021 年概念导入期(实验模拟)、2021-2026 年基础设施建设期(可预测模型)、2026 年后成熟应用期(自主创新)。
- 多维驱动体系:
- 产业需求:生命科学研发面临实验成本高、周期长、数据孤岛等痛点,AI4LS 成为破局关键。
- 政策支持:国家与地方出台多层级政策,从顶层设计到场景落地,推动技术标准化与产业化。
- 技术支撑:构建 “数据 – 算法 – 算力 – 知识 – 团队” 五大核心技术支柱,形成闭环科研生态。
- 资本赋能:投融资热度回升,2024 年融资总额同比提升 44.8%,资本聚焦技术落地与平台型企业。
- 市场规模:2023 年中国 AI4LS 市场规模达 47 亿元,预计 2025 年增至 60 亿元,中长期有望突破千亿元,覆盖药物研发、合成生物学等多领域。
- 药物研发:AI 重构全流程,涵盖靶点发现、苗头化合物筛选、先导化合物优化、成药性评估及临床前验证,将研发周期缩短 30%-50%。国内管线以肿瘤、代谢疾病为主,67% 处于 I 期,部分项目进入临床中后期。
- 基因组学与个性化医疗:AI 突破传统分析瓶颈,实现单细胞测序解析、表观遗传调控分析、精准治疗决策等,推动从群体疗法向个体定制化治疗转型。
- 合成生物学与生物制造:AI 优化代谢通路设计、酶工程改造及发酵工艺,实现绿色可持续生产,代表企业通过智能化平台提升产业化效率。
- 智慧研发实验室:通过自动化设备、数据中台与 AI 算法,解决传统实验室效率低、数据碎片化、结果不可复现等问题,形成 “感知 – 构思 – 执行” 闭环系统。
- 核心挑战:
- 数据层面:多模态数据缺乏统一标准,数据质量与共享机制不足。
- 技术层面:AI 模型可解释性弱,算力资源分配不均,跨学科融合存在壁垒。
- 生态与伦理:行业标准缺失,复合型人才稀缺,数据隐私与算法合规风险凸显。
- 应对策略:
- 数据治理:推动实验标准化与数据共享平台建设,采用隐私保护技术打破数据孤岛。
- 技术优化:融合知识驱动与数据驱动建模,加强算力基础设施与跨学科协作。
- 生态构建:加快行业标准制定,完善人才培养体系,建立 AI 伦理评价与监管沙盒机制。
- 发展趋势:
- 产业合作深化:通过 “验证 + 协作”“标准 + 接口”“整合 + 落地” 路径加速商业化。
- 平台型企业崛起:技术跨领域复用催生贯通医药、材料、能源的多元化生态。
- 全球竞争力提升:科研、产业、创新三重驱动,孕育具备国际影响力的龙头企业。
- 代表企业:
- 镁伽科技:自主智能体解决方案领先,覆盖智慧实验室与智能制造多场景。
- 望石智慧:多模态 AI 分子生成模型为核心,提供药物研发平台与实体库服务。
- 予路乾行:以分子动力学平台为核心,提供 Hit-to-PCC 一体化研发服务。
- 剂泰科技:聚焦 AI 驱动纳米递送系统,构建 NanoForge 核心平台。