
新一代人工智能持续赋能医药行业,大数据、深度学习、知识图谱、生成式AI等前沿技术不断突破通用场景应用边界,向医药全产业链深度渗透融合,在新药研发、生产质控、临床诊断与医疗管理等环节落地应用,成为推动医药行业转型升级的核心引擎。
PART
01
AI+医药行业概述
核心概念界定
通用AI
通用AI是面向全行业、多场景的基础技术体系,核心依托海量通用数据训练模型,具备基础的图像识别、语言处理、数据分析、内容生成能力,但缺乏医药专业领域的知识积淀、场景适配能力与行业逻辑认知,无法直接适配医药行业严谨、规范、专业等要求。
医药垂直AI
医药垂直AI是基于通用AI技术框架,结合生物医药、临床医学、药理学、病理学等专业知识,依托医疗病历、基因数据、药物实验数据、临床影像等垂直行业数据在医疗领域深度定制化的大型AI模型,能够精准匹配医药行业辅助诊断、医学问答等细分场景需求。相较于通用AI的普适性特征,医药垂直AI具备专业性强、精准性高、合规性高、容错性低的特征。
主要技术载体
医药垂直AI核心技术载体主要包括机器学习与深度学习、自然语言处理与医药知识图谱、计算机视觉、生成式AI四大类。其中机器学习与深度学习作为底层技术基础,通过海量医药数据建立数据关联模型,可应用于药物活性预测、靶点关联分析、疾病特征识别、临床预后判断等场景;自然语言处理结合医药知识图谱,可对医学文献、电子病历、诊疗指南等非结构化文本做实体抽取与关系关联,构建系统化医药知识网络,主要应用于智能辅助诊疗、医疗问答等场景;计算机视觉通过图像特征识别,实现药品的生产缺陷检测和医疗影像的辅助病灶筛查,能有效降低漏诊、误诊概率;生成式AI具备自主创造、智能推演、方案生成的能力,能够自主生成全新药物分子、优化实验方案、模拟试验数据,大幅压缩新药研发周期。
行业发展驱动因素
政策层面
顶层战略扶持
2026年9月发布的《医药工业发展“十五五”规划》设定了首创新药占全球比例达25%以上等硬性指标,倒逼行业加速AI应用。此外,《规划》将AI制药提升至前所未有的高度,明确提出“打造AI制药高价值应用场景,加速人工智能驱动的医药研发和生产管理范式变革”,并设置AI制药高价值应用场景培育专栏,聚焦AI赋能靶点筛选、智能制造与质量管理等场景。
审评审批与标准化建设逐步完善
截至2025年10月,国家药监局已批准超过110款基于深度学习的第三类医疗器械独立软件产品,产品用途包括辅助分诊与评估、辅助识别与检测、辅助治疗等,数据类型包括CT图像、X射线图像、眼底图像等9种类型,涵盖了当前国际上常见的人工智能技术应用场景,有力地提升了临床诊疗质量。此外,国家药监局高度重视人工智能医疗器械标准化工作,于2019年10月成立人工智能医疗器械标准化技术归口单位(SMD/TU 002),积极推动人工智能医疗器械标准制修订工作。截至2025年6月,已发布该领域医疗器械行业标准8项。
院内智能化系统逐步落地
2025年10月国家卫健委发布的《关于促进和规范“人工智能+医疗卫生”应用发展的实施意见》中指出要以新一代人工智能深度赋能卫生健康行业高质量发展,到2030年,基层诊疗智能辅助应用基本实现全覆盖,推动实现二级以上医院普遍开展医学影像智能辅助诊断、临床诊疗智能辅助决策等人工智能技术应用,倒逼医院采购 AI 辅助诊断、AI 影像、AI 临床决策系统。
技术层面
大模型技术迭代升级
随着生成式AI、多模态大模型、知识图谱技术持续迭代,通用人工智能逐步向医药垂直领域深耕,医药专用大模型能够深度融合药学、临床医学、基因组学、病理学等专业知识,有效解决传统模型专业度不足、理解偏差等问题。算法推理能力、分子生成能力、医学文本解析能力大幅提升,使AI可以深度参与靶点挖掘、分子优化、临床数据分析等高精尖医药环节。
算力基础设施成熟
随着国产算力集群、云计算平台、分布式训练技术快速普及,大模型训练成本与落地门槛大幅降低。算力资源能够支撑海量医疗影像、病历文本、化合物数据等高强度运算与模拟推演,为药物虚拟筛选、临床数据建模、智能辅助诊断等高精度场景提供了坚实技术底座。
算力基础设施成熟
国内医疗机构信息化建设基本完成,电子病历、医学影像、检验病理、真实世界研究、基因测序等数据体量逐年激增,为医药AI模型训练提供了充足的数据资源。同时隐私计算等技术的应用,能保护数据不泄露,达成数据“可用、不可见”目标,支持数据价值安全释放,在合规前提下解决了模型训练的数据来源问题,形成“数据积累—模型迭代—场景优化”的正向技术循环。
行业层面
医药行业痛点突出
医药行业存在新药研发周期长、成本高、失败率高,临床诊疗依赖人工经验、资源分配不均、质控难度大等痛点,行业亟需借助AI技术降本增效、缩短研发管线、提升诊疗精准度。
市场消费升级
国内人口老龄化加剧、慢性病高发、居民健康意识持续提升,市场对个性化用药、疾病早筛、精准诊疗、慢病智能管理等需求快速增长。传统标准化医疗模式难以满足差异化、精细化的健康管理需求。但AI赋能的精准医疗、智能筛查、基层辅助诊疗体系,能够有效弥补传统医疗短板,契合居民健康消费升级趋势。
市场积极布局
近年来头部药企、CRO企业、互联网科技公司持续加码AI医药赛道,高度关注AI新药研发、垂直医疗大模型、数字疗法等赛道,通过自研平台、战略合作、股权投资等方式深度布局产业上下游,推动行业从概念探索走向规模化商业落地。
PART
02
AI+医药行业发展历程及重大事件
AI+医药行业发展历程
早期萌芽:从专家系统到深度学习
(20世纪70年代)
1976年
斯坦福大学研发了首个专家系统MYCIN,尝试模仿医生决策过程,用于进行严重感染时的感染菌诊断及抗生素给药推荐。
1978年
北京中医医院关幼波教授及其科研团队经过三年的刻苦攻关研制了中国首套医学专家系统——“关幼波肝病诊疗程序”,在国内率先把传统医学与电子计算机技术结合起来,总有效率达到80%。但受限于算力和算法,这些早期专家系统大多停留在科研机构零星尝试阶段,未能大规模应用。
1981年
默克公司在药物研发领域尝试通过计算机设计药物,标志着计算机辅助药物设计(CADD) 的问世,但距离AI制药尚远。
21世纪后
技术基础逐渐积累。2007年,剑桥大学开发的Adam机器人成功解锁酵母菌基因新功能,是AI技术最早在生物领域的重要探索。同年,国际商业机器公司(IBM)开发出Watson系统(一个人工智能平台),提升了临床决策系统认知能力。
技术突破:深度学习引爆行业变革
(2012—2017年)
2012—2014年
生成对抗网络(GAN)问世、残差神经网络等深度学习技术相继取得突破,为AI技术在医药领域的深入应用奠定了基础。标志性事件一是2012年谷歌DeepMind的AlphaFold在蛋白质结构预测竞赛中一战成名。与此同时,纽约薛定谔公司的分子模拟平台Maestro被各大药企争相采用,AI制药迎来首个商业化春天。
2015年后
深度学习技术突破与部分疾病标准数据库的建立重新激活了AI在医疗领域的潜力,医学影像识别成为医疗AI的第一个突破口。
2017年8月
腾讯推出“腾讯觅影”,致力于食管癌、宫颈癌、肺癌等病种的早期筛查。
产业爆发:AI制药从概念走向临床
(2020—2025年)
2020年
2020年成为行业分水岭。美国Recursion Pharmaceuticals建立了革命性的“湿-干实验室闭环”——即AI设计分子方案、机器人执行实验、数据实时反馈优化模型,驱动50多条内部研发管线同步推进;英国Exscientia宣布设计出全球首个完全由AI发现的药物分子;英矽智能利用生成式AI,仅用18个月完成从靶点发现到临床候选分子的全过程。AI制药企业估值在两年内平均暴涨300%。
同年,国内第一张AI医疗器械“三类证”落地,此后审批速度明显加快,截至2026年6月底,我国累计获批127张第三类医疗器械经营许可证。
2018—2025年间
AlphaFold2、ChatGPT等创新产品迭出。AlphaFold2解决了困扰生物学界50年的蛋白质折叠预测难题,两年内预测超2亿个蛋白质结构。
2025年1月
我国的DeepSeek-V3/R1系列模型在多项基准测试中比肩国际顶尖水平。
2026年重大事件
2026年1月
英伟达与礼来官宣将创建AI联合创新实验室,加速并规模化推进药物发现与生产进程,未来5年计划投资10亿美元。
2026年4月
全球制药巨头默沙东与谷歌云达成为期至少十年、总价值最高达10亿美元的战略合作协议,是默沙东史上规模最大的单笔AI技术投资,也是制药行业迄今为止针对企业级智能体部署的标杆性十亿美元级协议。此次合作采用深度绑定的共建模式,谷歌云顶尖工程师将嵌入默沙东业务团队,在研发、制造、商业及企业职能四大板块全面部署AI智能体平台,并落地谷歌最前沿的AI技术,实现与默沙东全球7.5万名员工的深度协同。
2026年4月
诺和诺德与OpenAI建立企业级战略合作,计划于2026年底前实现AI全面整合,旨在更快地将AI部署到业务各个环节,使诺和诺德能够更高效地利用AI工具分析复杂数据集、识别具有潜力的新药候选,并缩短药物从研发阶段推进到临床应用的时间。
全球AI制药市场规模正处在高速增长阶段,据丁香园Insight数据库数据,全球AI制药市场规模从2021年的7.92亿美元增长至2025年的24.1亿美元,年增长率约32%。中国市场从2021年1.6亿元增长至2025年6.2亿元,年增长率约40%。增长驱动主要来自跨国公司系统布局AI研发、AI原生公司管线进入临床兑现期、政策端支持。
PART
03
AI+医药行业全产业链应用场景
新药研发环节
一款新药从实验室走向患者,传统路径平均耗时10年、投入超10亿美元、临床成功率小于10%。新药研发是医药产业链中周期最长、投入最高、失败率最高的环节。AI通过数据挖掘、智能预测、分子生成、风险预判等能力,大幅压缩研发周期、降低研发成本、提升新药研发成功率。
靶点发现与验证
靶点研究依赖科研经验与大量实验,筛选范围有限、周期漫长、假阳性率高。AI通过深度学习挖掘基因组、转录组、蛋白组、疾病表型与医学文献,快速筛选疾病相关靶点,模拟作用机制与成药可能性,突破人工局限,挖掘新型潜在靶点,为首创新药研发提供源头方向。
化合物分子设计与筛选
化合物分子筛选依赖海量化合物库高通量筛选,耗时耗力且命中率极低;生成式AI基于靶点结构、药效需求与理化约束,自主生成全新、可合成、高活性的分子结构,并智能优化溶解度、毒性、稳定性、靶向性等指标,大幅缩小候选范围,从源头降低成本。
临床试验
临床试验存在流程繁琐、受试者匹配难、数据管控薄弱、不良事件监测滞后等痛点。在试验前期,AI可基于患者病历、基因数据、病情指标快速筛选符合入组标准的受试者,提升招募效率、扩大招募范围;在试验中期,AI可智能整理试验数据、识别数据异常、规范数据标准,降低人工录入误差;在试验后期,AI能够实时监测不良事件、预判试验风险,辅助研究人员及时调整试验方案,降低临床试验失败概率,提升临床试验整体质量。
药物重定位
药物重定位即挖掘已上市或临床阶段药物的全新适应症,相较于全新药物研发,具备安全性明确、研发风险低、周期短、成本低的优势。AI通过挖掘药物作用机制、疾病关联数据、临床研究文献,快速匹配药物与新疾病场景,实现老药新用,为肿瘤、罕见病、疑难疾病治疗提供新型解决方案,是药企轻量化创新的重要方向。
生产环节
医药智能制造
传统制药生产线参数调节依赖人工经验,生产过程易受人为操作、环境波动影响。AI结合工业物联网、传感设备,实时采集生产线温度、湿度、压力、转速、投料比例等核心参数,实现生产过程自动化、精准化调控。同时可建立风险预警模型,提前预判生产异常、工艺偏差,减少生产损耗与批次报废。
药品质量管控
AI视觉检测系统可高精度识别药片裂纹、缺角、色差、污染,药盒破损、漏印、错位及包装密封缺陷等问题,实现全流程自动化质检,大幅提升效率与精度。
区域需求预测
AI通过分析历史销售数据、季节波动、区域需求、政策影响等多维度数据,构建智能需求预测模型,精准预判各区域、各品类药品市场需求,辅助药企与流通企业优化原料采购、生产排产、库存调配,能有效解决药品滞销积压与紧缺断供的供需错配问题,提升运转效率与抗风险能力。
医药终端
辅助诊断
依托计算机视觉与深度学习技术,AI影像诊断系统可精准识别CT、MRI、X光、病理切片等影像中的微小病灶,目前广泛应用于肺部结节、肿瘤、心脑血管疾病、眼底疾病、病理筛查等领域。且AI阅片速度远高于人工,能够有效降低微小病灶漏诊、误诊概率,同时能够下沉基层医疗机构,弥补基层优质影像诊断资源不足的短板,促进医疗资源均衡化。
精准医疗与个性化用药
AI可整合患者基因数据、病史病历、用药记录、身体指标、生活习惯等多维度信息,分析患者个体疾病特征与药物耐受度,辅助医生制定个性化诊疗方案与精准用药方案,能有效提升治疗精准度,减少用药风险,实现从“千人一方”向“一人一方”的精准医疗转型。
医药服务与慢病管理
AI智能审方系统可自动审核门诊、住院处方,识别重复用药、超剂量、药物禁忌、配伍错误等问题,从源头规避用药风险;AI随访、智能问答与慢病监测系统,可对高血压、糖尿病、冠心病等慢病患者长期智能化管理,实时监测健康数据、推送指导、预警风险,解决传统随访不足、管控松散、干预滞后的问题,同时AI医保智能审核系统实现结算核验与违规报销识别,助力医保精细化监管。
物流环节
智能仓储管理
AI结合自动化立体库、智能搬运机器人(AGV/AMR)、视觉识别与调度算法,实现药品上架、拣选、复核、出库全流程自动化。仓储管理系统依托智能路径规划与任务调度,综合考虑货位利用率、拣选距离、订单优先级与出入库节奏,动态优化货位布局与拣选顺序,提升作业效率与准确率,降低人工差错带来的货损与合规风险,并针对药品批号、效期管理实现有效期预警、近效期优先出库、批次隔离,避免过期浪费与错发。
智慧运输与配送
依托车辆智能调度、实时路况感知与路线优化算法,AI通过综合时效、成本、温区、载重与交通因素,动态规划配送路径,并结合边缘计算与车载物联网技术实时监控运输过程。此外,针对疫苗、细胞与基因治疗药品、胰岛素、血液制品等温度敏感型药品,AI可构建全程冷链监测与预警体系,对温度异常实时感知、自动报警与应急处置,确保储运全程符合GSP等法规要求,保障生物制品活性与用药安全。
全链条追溯
AI与区块链、物联网标识技术融合,构建覆盖生产、仓储、运输、配送、终端使用的全流程追溯系统,实现药品批次、流向、温控、签收等信息的实时关联与智能分析,一旦发生质量问题可快速锁定风险批次、精准召回。
末端配送
AI结合智能分单算法、无人机与无人配送车等新兴载体,优化“最后一公里”药品配送,提升慢病用药、处方药配送的便捷性与及时性。面向重大突发公共卫生事件与应急药品调配,AI可构建应急物资智能调度模型,快速响应紧急需求,全面提升医药供应链的韧性与应急保障能力。
监管环节
申报资料校验
人工智能可自动解析多份申报材料,提取核心试验信息,对照法规规则自动排查资料缺项、逻辑矛盾与格式问题,完成文档分类与数据整理,大幅缩短资料初审时间,提前识别合规缺陷,减少申报补件次数。
临床数据核查
依托算法筛查临床试验数据集,识别离群值、访视异常、多源数据不一致等问题,辅助验证数据真实性。同时自动挖掘不良事件信号,关联受试者基线与合并用药信息,对比同类品种安全性基线,进行风险初步评估。
审评审批辅助
国家药监局已明确人工智能在药品监管领域的辅助型定位,未来人工智能将发挥全方位监管赋能作用。目前,江苏省常州市市场监管局在省内首创AI辅助审批模式,打造“智能问答+智能预审+智能核查+ 三库支撑”全链条智能审批体系,推动许可审批由“人工驱动”转向“智能驱动”。截至9月21日累计完成智能预审60件、审核准确率达90%以上、日均处理办件量提升10倍、审批人员单件办理时限压缩75%以上。
PART
04
AI赋能医药行业现存痛点
数据层面
数据孤岛现象严重,跨机构数据共享困难
医疗机构、药企、第三方检测平台、医保系统之间数据相互割裂,缺少跨机构、跨区域的数据共享机制,大量电子病历、医学影像、临床试验等原始数据分散封存,难以整合形成大规模、完整的训练数据集,直接限制医药 AI 模型训练的样本体量。
数据标准化程度低,专业标注成本高
不同医院信息系统、医疗设备采集的数据格式、记录口径不统一,非结构化医学文本、病理影像占比高,数据清洗工作量巨大。医药数据标注专业性门槛高,普通标注人员无法胜任,专业标注人力成本高,高质量标注样本稀缺,影响模型训练精度。
患者隐私保护约束性强,数据流通存在合规矛盾
医疗数据包含患者个人隐私,信息敏感度高,数据确权、流通交易规则未出台明确管理规范。企业在获取和使用医疗数据时面临较高合规风险,隐私保护与模型迭代之间存在冲突。
技术层面
算法黑箱问题显著,模型决策可解释性不足
深度学习模型属于概率化输出,决策过程缺乏透明度。AI 给出的诊断建议、药物筛选结果缺少清晰医学逻辑支撑,难以获得临床医生、药企研发人员信任,限制高风险场景下的应用推广。
生成式AI存在幻觉风险,专业输出真实性难以保障
生成式AI在挖掘医学文献、设计药物分子、分析临床试验数据时,存在虚构化合物结构、编造实验结论等风险,输出真实性难以保障,需要医药专业人员复核校验。
商业化落地难
研发投入高、回报周期长,商业化转化难度大
医药AI从模型研发、数据采购到产品注册认证需要持续高额投入,叠加医药类产品审评审批周期较长,资金占用时间显著增加,企业现金流承压,直接限制模型迭代速度与产品市场推广进程。
传统药企接受度不足,数字化转型动力不足
传统药企、基层医疗机构长期沿用原有业务模式,对AI技术价值认知不足,缺少配套数字基础设施与运维团队,技术供给与市场需求之间存在明显断层。
赛道同质化竞争,技术壁垒低
大量企业集中布局AI影像、智能审方等准入门槛相对较低的赛道,产品功能趋同,市场内卷严重。对靶点挖掘、全新分子发现等源头药物创新领域投入少,难以构建差异化技术壁垒。
其他
AI 医药产品准入评价标准有待统一完善
目前我国尚未形成覆盖多场景、多病种、多模型类型的统一准入评价框架。各评估机构对于临床验证方案、数据集质量、算法泛化能力与可解释性等核心指标评判标准不一,企业注册申报不确定性加大,监管标准化评估难度加大。
责任边界模糊,算法风险的追责机制尚不健全
当 AI 算法输出错误结论并引发诊疗不良事件或新药研发经济损失时,算法研发企业、医疗机构与一线操作人员之间的法律责任边界难以厘清。当前行业尚未形成成熟的风险判定与追责机制,各方主体使用AI医药产品的风险顾虑高,制约产品落地推广。
AI 产出成果知识产权与伦理风险存在争议
AI生成药物分子、医学科研成果的专利归属尚未形成统一、明确的界定规则,不利于创新成果知识产权保护。同时,算法训练数据集可能内嵌人群偏差,衍生出算法歧视风险;临床应用中还存在医务人员过度依赖AI输出结论、弱化自身专业研判等问题,各类伦理风险叠加,为行业治理带来现实挑战。
复合型人才供给不足
当前学科培养体系存在割裂问题,人工智能专业缺少医药相关课程设置,医学、药学专业缺乏算法与大数据方向训练,复合型交叉人才培养体量不足,难以持续输送兼具算法、药学、临床医学能力的复合型人才。
PART
05
AI+医药行业未来发展趋势
技术层面
模型可解释性提升
可解释性算法能够实现模型决策逻辑可视化,有效缓解AI模型算法黑箱 难题,隐私计算能在保护患者隐私的前提下完成多方联合建模,破解医疗行业长期存在的数据孤岛问题。
生成式AI贯穿药物研发全链条
生成式AI将完整覆盖靶点发现、分子生成、化合物优化、临床方案设计、药物重定位等新药研发环节,压缩研发周期、降低试错成本,改变传统新药研发高投入、低成功率的行业现状。
行业层面
AI 赋能从单点应用延伸至医药全产业链环节
AI 不再局限于影像诊断、分子筛选等局部场景,逐步拓展到药物研发、制药生产质量管控、药品流通、临床诊疗、慢病长期管理等全链条,推动医药行业全链条数智化转型。
产学研用多方协同持续深化
AI算法企业、制药企业、医疗机构与科研院所深度协同将成为行业常态,各方主体分别输出算法能力、产业落地场景、临床真实数据与前沿科研资源,通过共建联合实验室加速技术验证与成果转化,打通算法研发到产业化落地的完整通道。
行业商业模式走向成熟可持续
企业聚焦产品在临床、药物研发场景中的真实价值,逐步落地各类付费模式,企业盈利能力不断改善,逐步构建可持续商业闭环,推动产业进入自主良性发展阶段。
罕见病、肿瘤等细分赛道加速发展
传统AI影像、智能审方等同质化赛道竞争趋于饱和,罕见病、肿瘤等细分赛道的药物开发、精准医疗等高技术壁垒赛道将迎来快速增长,成为产业创新的重要方向。
医药能力向基层医疗机构下沉
依托AI辅助诊断、智能审方系统,优质医学能力可以向县域、基层医疗机构输送,弥补基层医生能力不足、人才短缺短板,缩小区域医疗差距,推动医疗服务普惠化。
监管层面
AI医药产品与数据标准逐步完善
相关部门将持续完善AI+医药产品注册、质量评测、算法备案等相关规则,建立标准化有效性、安全性评估体系,为 AI医药产品上市申报提供清晰指引。
数据治理、知识产权与风险责任制度逐步健全
数据安全、隐私计算相关配套规则持续落地,AI 生成成果的知识产权界定、算法失误责任划分等问题逐步形成制度规范,行业风险防控体系更加完备。

未来,随着医药垂直大模型持续迭代,AI将进一步重塑医药产业创新范式。各方主体应协同推进数据要素规范共享、技术产品临床实证与行业标准建设,持续释放人工智能赋能价值,助力生物医药行业高质量发展。
-END-
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