Claude for Life Sciences:AI如何重塑生物医药研发新范式

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在当今科技飞速发展的时代,人工智能正以前所未有的速度改变着各个行业。生命科学领域,作为关乎人类健康与福祉的关键领域,正迎来AI技术的深度赋能。Anthropic公司推出的Claude for Life Sciences计划,正是这一趋势的集中体现。本文将全面剖析Claude如何通过技术创新、功能拓展和生态构建,成为生物医药研发领域的得力助手,并探讨其对未来科研模式的影响。

AI赋能科研:从辅助工具到全流程伙伴

提高科学进步的速度是Anthropic公司公共使命的核心部分。Claude for Life Sciences的推出,标志着AI助手在科研领域角色的重大转变——从单一任务辅助工具,发展为能够支持从早期发现到转化和商业化全流程的研究伙伴。

在过去,科学家通常将Claude用于独立任务,如编写统计分析代码或总结论文。制药公司和其他行业组织也在将其用于业务其他方面的任务,如销售,以资助新的研究。而现在,Claude的目标是支持整个研究过程,从早期发现到转化和商业化。

这一转变的背后,是Claude性能的显著提升。最新推出的Claude Sonnet 4.5模型在生命科学任务上的表现远超之前的模型。以Protocol QA基准测试为例,该测试评估模型对实验室协议的理解和应用能力,Sonnet 4.5得分为0.83,超过了人类基线的0.79和Sonnet 4的0.74。在BixBench(评估生物信息学任务表现的评估工具)上,Sonnet 4.5也显示出与前代模型类似的性能提升。

专业连接器:打通AI与科研工具的壁垒

为了使Claude更适用于科学工作,Anthropic正在为其添加多个新的科学平台连接器、Agent技能使用能力,以及以提示库和专门支持形式呈现的生命科学特定支持。

连接器(Connectors)允许Claude直接访问其他平台和工具。新添加的几个连接器专为使Claude更易于用于科学发现而设计:

  • Benchling:使Claude能够通过链接回源实验、笔记本和记录来回应科学家的问题;
  • BioRender:将Claude与其庞大的经过验证的科学图形、图标和模板库连接起来;
  • PubMed:提供数百万生物医学研究文章和临床研究的访问权限;
  • Scholar Gateway(Wiley开发):在Claude内提供权威的、同行评审的科学内容,以加速研究发现;
  • Synapse.org:允许科学家在公共或私人项目中共享和分析数据;
  • 10x Genomics:允许研究人员使用自然语言进行单细胞和空间分析。

这些连接器扩展了现有的连接器集合,包括Google Workspace和Microsoft SharePoint、OneDrive、Outlook和Teams等通用工具。Claude已经可以直接与Databricks合作,为大规模生物信息学研究提供分析,并与Snowflake合作,使用自然语言问题搜索大型数据集。

Agent技能:让AI遵循科研规范

Agent技能是Claude的另一项重要创新。这些技能包含指令、脚本和资源,Claude可以使用它们来改进执行特定任务的方式。技能对于科学工作来说是一种自然契合,因为它们允许Claude一致且可预测地遵循特定的协议和程序。

Anthropic正在为Claude开发多种科学技能,首先是**single-cell-rna-qc**,该技能使用scverse最佳实践对单细胞RNA测序数据执行质量控制和过滤:

Claude performs quality control on single-cell RNA-seq data

除了Anthropic创建的技能外,科学家还可以构建自己的技能。有关更多信息、指导以及设置自定义技能,请参阅相关文档。

全场景应用:从文献综述到临床合规

Claude可以用于多种生命科学任务:

研究支持:文献综述与假说生成

Claude能够引用和总结生物医学文献,并根据发现生成可测试的想法。通过结合内部知识库,Claude已成为赛诺菲(Sanofi)AI转型的核心组成部分,在他们的礼宾应用程序中被大多数员工日常使用。公司正看到整个价值链的效率提升,而企业部署增强了团队协作方式。

实验方案生成

借助Benchling连接器,Claude可以起草研究方案、标准操作程序和知情同意文件。Broad Institute of MIT and Harvard的科学家正在追求生物学和医学中最雄心勃勃的问题,创建赋能各地科学家的工具。他们正在与Manifold合作,在Terra上构建基于Claude的AI代理,使科学家能够以全新的规模和效率工作,以前所未有的方式探索科学领域。

生物信息学与数据分析

使用Claude Code处理和分析基因组数据,Claude可以以幻灯片、文档或代码笔记本格式呈现其结果。10x Genomics的单细胞和空间分析传统上需要计算专业知识,现在,通过Claude,研究人员可以通过简单的英语对话执行分析任务——对齐读取、生成矩阵、聚类、二次分析,这降低了新用户的门槛,同时扩展以满足高级研究团队的需求。

临床与监管合规

Claude可以起草和审查监管提交文件,并汇编合规数据。Genmab看到了Claude在简化药物上市方面的巨大潜力,能够从临床数据源提取并创建GxP兼容的输出,将帮助他们在保持最高质量标准的同时,更快地将改变生命的癌症疗法带给患者。

行业生态构建:多方协同推进AI科研

Anthropic正在提供来自Applied AI和面向客户团队的主题专家的亲自支持。同时,与那些专门帮助组织将AI用于生命科学工作的公司建立合作伙伴关系,包括Caylent、Deloitte、Accenture、KPMG、PwC、Quantium、Slalom、Tribe AI和Turing,以及我们的云合作伙伴AWS和Google Cloud。

制药巨头:效率与创新的加速器

  • 诺和诺德(Novo Nordisk):在制药开发的文档和内容自动化方面一直处于领先地位,与Anthropic和Claude的合作设定了新标准——不仅仅是自动化任务,而是改变药物从发现到患者所需的方式。
  • 安进(Amgen):Claude已成为安进构建生物信息学分析AI代理时的强大加速器,在最适合的项目中,Claude Code能够在几分钟而不是几小时内将想法转化为工作代码,在某些情况下使速度提高10倍。
  • 再生元(Regeneron):Claude在构建生物信息学分析AI代理时,专注于三个关键因素:顶级软件开发、生命科学对齐和初创公司支持,Claude是突出的领导者。

生物技术企业:突破传统边界

  • Axiom Bio:Claude在构建预测药物毒性的AI方面非常宝贵,已在Claude Code中使用了数十亿个token用于许多PR,带有MCP服务器的Claude代理是其科学工作的核心,直接查询数据库以解释、转换和测试数据相关性,帮助识别预测临床药物毒性的最有用特征。
  • EvolutionaryScale:正在构建下一代AI系统来模拟生活世界,Anthropic的前沿模型加速了其对复杂数据进行推理并将其转化为科学洞察的能力,帮助推动生命科学发现的可能边界。
  • Latch Bio:Claude在构建生物信息学分析AI代理时是突出的领导者,兴奋于继续合作并将尖端的AI代理引入生物技术研究。

学术机构:重塑科研范式

  • 斯坦福大学(Stanford University):Claude Code与Anthropic的合作对于开发Paper2Agent(将被动研究论文转化为交互式AI代理的宏大计划)非常有价值,这些代理可以作为虚拟通讯作者和共同科学家。
  • 麻省理工学院和哈佛大学博德研究所(Broad Institute of MIT and Harvard):与Manifold在Terra上的合作使基于Claude的AI代理能够以全新的规模和效率工作,以前所未有的方式探索科学领域。
  • FutureHouse:Claude帮助支持其生物信息学和文献分析工作流程,Claude是准确图形分析和编排文献非线性搜索的首选模型。

实际应用场景:从理论到实践

文献综述与假说生成

Claude能够分析大量生物医学文献,识别研究空白,并提出可测试的假说。例如,通过PubMed连接器,Claude可以检索最新的研究论文,总结关键发现,并基于现有数据提出新的研究方向。这种能力极大地加速了研究初期的文献调研工作,使研究人员能够更快地把握领域前沿,确定有价值的探索方向。

AI文献分析

实验设计与优化

借助Benchling连接器,Claude可以根据研究目标设计详细的实验方案,包括试剂配制、实验步骤、数据收集方法等。更重要的是,Claude能够基于科学文献和最佳实践,对实验设计进行优化,提高实验的成功率和效率。这种能力对于资源有限的实验室尤其宝贵,能够帮助研究人员避免常见的实验设计陷阱。

数据分析与可视化

Claude Code为生物信息学分析提供了强大的支持。研究人员可以使用自然语言指令指导Claude进行基因组数据分析、差异表达分析、通路富集分析等复杂任务。Claude不仅能够执行分析,还能生成专业的数据可视化图表,使用BioRender连接器创建符合学术出版标准的图形。这种能力大大降低了生物信息学分析的技术门槛,使更多研究人员能够进行高级数据分析。

监管文件准备

药物开发过程中需要大量的监管文件,包括研究方案、知情同意书、安全性报告等。Claude可以帮助起草这些文件,确保符合监管要求。通过与10x Genomics等公司的合作,Claude还能够处理复杂的单细胞和空间转录组数据,为药物靶点发现和生物标志物验证提供支持。

未来展望:AI驱动的生命科学研发新生态

Claude for Life Sciences的发展只是AI赋能生命科学研究的开始。随着技术的不断进步和应用的深入,我们可以预见以下几个发展方向:

全流程自动化

未来的Claude将能够支持从靶点发现、药物设计、临床前研究、临床试验到上市后监测的整个药物开发流程。这种全流程的自动化将显著缩短药物研发周期,降低研发成本,使更多创新疗法能够更快地到达患者手中。

多模态数据整合

生命科学研究涉及多种类型的数据,包括基因组学、蛋白质组学、代谢组学、影像学数据等。未来的Claude将能够更好地整合这些多模态数据,提供更全面的分析和见解,帮助研究人员发现传统方法难以识别的复杂模式和关联。

个性化医疗支持

随着精准医疗的发展,AI在个性化治疗中的应用将越来越重要。Claude可以帮助分析患者的基因组数据、临床病史和治疗效果数据,为医生提供个性化的治疗建议。这种能力将使医疗从"一刀切"模式向真正的个性化医疗转变。

科研协作平台

未来的Claude可能发展成为一个科研协作平台,连接全球的研究人员、医生和患者,促进跨学科、跨机构的合作。这种协作将加速科学发现,推动创新疗法的发展,最终改善全球健康状况。

结语

Claude for Life Sciences代表了AI技术在生命科学领域应用的前沿探索。通过性能提升、专业连接器、Agent技能和行业生态构建,Claude正在成为生物医药研发不可或缺的助手。从大型制药公司到小型生物技术初创企业,从顶尖学术研究机构到临床医疗机构,Claude正在改变生命科学研究的方方面面。

随着技术的不断进步和应用的深入,我们有理由相信,AI驱动的生命科学研究将迎来更加广阔的发展空间,为人类健康事业带来革命性的变化。Claude for Life Sciences不仅是一个技术产品,更是科学研究范式转变的催化剂,它将帮助科学家们突破传统限制,探索未知领域,加速科学发现,最终造福全人类。