案例摘要：辉瑞 PharmSci 小分子部门历经五年数据管理历程，以科学数据云为核心，依托 Spectrus 平台、Luminata 与 Katalyst D2D，分四个阶段（Empower 色谱数据集中迁移 → 结构解析工作流自动化 → PXRD 数据整合 → Luminata 数据管理平台）构建起覆盖多工作流的全球化学与分析数据知识库，显著提升了科研人员的数据获取与复用效率。本文整理自辉瑞 WRD 部门系统架构师 Bo Du 在 ACD/Labs 制药研发数字化研讨会上的报告。
以下视频为 Bo Du 在 ACD/Labs 制药研发数字化研讨会上报告的完整内容，本站整理转载。
辉瑞 PharmSci 小分子转型技术组系统架构师 Bo Du 在报告开场便指出了当前的现实挑战——"文档数据问题"（Dark Data Problem）：公司内部分布着多个分散的系统，数据可能存储在服务器、笔记本电脑、网络共享、纸质文档，甚至仅存在于员工的脑海中。要定位所需数据，必须找对负责人或存储位置，否则只能依靠多方询问、反复尝试，过程繁琐低效。
2020 年之前，PharmSci 的数据管理处于"分散式"状态：数据采集来自实验室仪器、生产设备、PCMM 及其他系统；公司内部各类信息学系统（电子实验记录本、实验室信息管理系统、移动设备与其他 IT 系统）各自为政；此外还有预测工具与数据复用场景。这些环节基本是分裂的，需要依赖具备领域知识的专家手动跨边界迁移数据才能使其可用。
大约在 2018 年底至 2019 年间，PharmSci 开始构思数字化演进战略框架，目标是建立一套简化的流程，通过可信的数据赋能员工，并为数字技术、机器学习、人工智能、机器人及自动化等奠定坚实基础。
至 2020 年，整体架构围绕数据采集、使用、复用与预测四大领域展开，并以科学数据云为核心、引入自动化流程进行整合：数据采集后自动传输至云端并集成至各信息学系统，实现系统间数据共享；建模团队可通过相应工具将数据推送至云端；在数据复用层面，依托云端数据支撑可视化分析与基于云平台的决策工作。
辉瑞致力于构建一个集成化的"数字图书馆"，Spectrus 平台正是这一愿景中的核心组成部分。该平台为供应商中立的软件系统，支持多种仪器数据格式，并可将其转换为开放数据格式。
各实验室实验完成后，数据将自动采集并传入云端 Spectrus 数据库，元数据、化学物质信息与原始数据同步导入；数据一经入库即完成集中化与标准化处理，形成可随时随地按需访问的数字化情境分析数据。通过统一的数据平台，用户能够查阅他人实验记录，实现跨实验室、跨站点的数据访问与复用。许多科学家使用 Spectrus Processor 中的 Workbook 模块处理来自各类 CDS 工作站的质谱、核磁及其他各类数据；Luminata 为项目负责人与分析科学家提供 CMC 决策支持；Katalyst D2D 则处于试点阶段（架构图中以虚线标示）。
自 2019 年下半年启动合作至今，双方的合作按时间线分阶段推进：
双方首次合作聚焦一个核心问题：能否将所有 Empower 数据集中迁移至 Waters 系统以外的平台？其背景在于原有 Waters Empower 系统版本陈旧、效率较低，科研人员跨站点、跨项目查询信息极为不便。
自 2019 年底起，用户在实验室完成 Empower 操作并处理数据后，云端部署的 ACD 自动化服务器自动从 Empower 中提取数据，调用辉瑞内部结构数据库关联化合物结构信息，并整合其他关键元数据至对应记录。数据进入云端 Spectrus DB 后，即可支持多站点用户进行可视化展示与后续处理；同时同步导出至第三方平台（AWS Redshift），为人工智能与机器学习应用提供结构化数据基础。
借助这一工作流，ACD 软件提供了高效的结构与子结构检索工具，团队可基于 Redshift 或 Spectrus DB 开展数据趋势分析（如系统适用性研究），管理层与项目负责人还可建立监控仪表板，实时掌握各色谱数据系统的使用情况。
在引入该工作流前，数据检索需跨多区域（如英国、美国）分别进行；如今，统一的数据检索功能显著提升了分析工作的效率与便捷性。
在原有工作模式中，用户通过 SharePoint 提交系统发起实验请求，领域专家（SME）完成核磁及质谱检测后经电子邮件返回结果，请求方再借助仪器原厂软件或第三方工具分析，数据在多个团队间层层传递。由于数据来源多样、仪器品牌各异（如 Thermo、Bruker 等），往往需要不同软件处理，无法统一结构检索，数据共享效率低下，且无法避免结构重复分析。
依托 ACD/Labs 支持，辉瑞建立了全新的自动化结构解析工作流：用户在本地安装的 Workbook 客户端中直接处理并可视化数据，原始数据上传至科学数据云存储区，处理结果推送至云端 Spectrus DB Enterprise 数据库；质量优秀的数据可标记为"黄金样本"，并升级为训练数据集供未来参考与比对。
该工作流显著提升了数据的全局可访问性与使用效率：用户不再依赖多套供应商软件即可查看数据，项目跟踪更加便捷，流程自动化保障了操作一致性并大幅缩短结果交付周期。所有核磁与质谱数据，也为 Luminata 等上层应用提供了关键的数据基础。
第三阶段与药物产品部门合作，实现 PXRD 扫描数据的自动化采集与集成。粉末 X 射线衍射仪完成扫描后，自动化服务器将数据自动导入 Spectrus DB 平台。此前，药物产品开发（DPD）部门检索或比对全球范围的 PXRD 数据需面对数据分散、来源不一的问题；如今可通过批号、化学结构、子结构及其他自定义元数据字段高效检索。部分用户进一步提出融合 DSC、TGA 等其他固态分析手段，构建统一的固态参考数据库。
这一集成化方案显著提升了数据共享的便捷性与安全性：科研人员无需再依赖邮件附件或权限松散的临时网络路径传递数据，数据可实现安全、并行的多用户访问，系统自动建立与电子实验记录本的关联，并支持外部单位协同、历史遗留数据导入与模拟谱图整合。
随着各项基础模块陆续就位，团队于 2023 年底启动了 Luminata 的构建——期望其发挥"数字图书馆"的核心作用，通过一站式数据服务提升决策效率与科学性。
目前，Luminata 在辉瑞内部已成为项目负责人的重要工具：左侧按项目划分并对应相关化合物，子类别涵盖原料药、制剂产品、稳定性研究或合成路线等；中间区域展示工艺流程图，点击任一合成步骤可列出该步骤产生的副产物或杂质条目，进一步点击即可查看其完整的分析数据与支撑材料。结构解析工作流中积累的核磁数据，为 Luminata 提供了关键的数据基础。记录体系建成后，即可为批次追踪、杂质控制、稳定性研究、强制降解实验与化合物谱系分析等场景提供统一、便捷的访问入口。
实际案例一（强制降解研究）：在 Luminata 的强制降解工作流中，左侧列表为待研究化合物清单，点击可展开子类别；针对原料药和不同制剂产品开展降解研究，并在制剂项目下区分光照、热、湿热等强降条件，右侧的降解项目图以层次结构展示各化合物的研究进展与状态。
实际案例二（工艺优化高通量筛选）：化学研究部门将 Luminata 用于工艺优化的高通量筛选。以往科研人员需在电子表格中手动整理样品信息，获得 LCMS 数据后再借助不同软件分析，最终人工筛选优化条件，整个过程耗时数小时甚至数天。如今数据经 ACD 自动化服务器自动处理后直接汇入 Spectrus DB，科学家可按需重处理数据，最终一键操作即可由系统自动完成数据整合、汇总与最优条件筛选，并导出符合下游需求的报告表格。
双方合作的最新阶段正探索将平台应用于高通量实验（HTE）场景，目标是全面提升实验设计、执行与数据分析环节的效率：以往用户需借助不同软件进行计算，数据标准不一，甚至需多次人工复核；如今 Katalyst 不仅保障了数据质量的一致性，还提供了友好的用户界面，显著降低新用户的学习门槛、缩短培训周期。
在 Katalyst 的实验设计页面中，用户可在左侧进行反应物料的整合配置，在中间区域完成反应路径设计，每一步的反应设置实时在下方表格中生成物料汇总信息；进入审阅与再处理界面后，平台支持 96 孔板实验的数据管理，点击任一孔位即可查看对应的分析结果与可视化图谱。该试点项目预计于 2026 年第一季度获得阶段性结论。
回顾过去六到七年，双方的合作始于"将 Empower 数据集中管理并提供结构与子结构检索功能"这一明确目标；随着合作深入，平台陆续接入更多数据类型，集成化工作流已显著加速数据重用与分析进程，并为机器学习与人工智能应用奠定基础。
辉瑞科学数据云与 Spectrus DB 构成的集中化平台，极大便利了跨规模、跨部门的数据共享。科研人员可通过多种筛选条件与元数据维度轻松访问信息，其中结构与子结构检索功能尤为关键。下一步已规划的重点方向包括：
凯美科提示：辉瑞案例中涉及的 Spectrus 平台数据管理理念，同样适用于国内药企与 CRO/CDMO 的分析数据集中管理场景——从色谱、NMR/MS 到 PXRD、DSC/TGA 等多源数据的集中、标准化与检索复用。如您在分析数据管理、CMC 决策支持或高通量实验数字化方向有建设需求，欢迎与我们联系，了解软件产品方案与技术合作。
