深勢(shì)科技Hermite臨床前計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)平臺(tái)界面
近來(lái)，AI制藥圈接連發(fā)生了幾件大事。賽諾菲與英國(guó)藥物研發(fā)AI技術(shù)服務(wù)提供商Exscientia達(dá)成了一筆價(jià)值331億元的AI制藥天價(jià)大單。英矽智能半年內(nèi)兩次宣布發(fā)現(xiàn)新藥，并率先進(jìn)入臨床試驗(yàn)新階段。阿斯利康、默克、輝瑞、梯瓦等制藥巨頭聯(lián)合建立的AI藥物研發(fā)實(shí)驗(yàn)室AION Labs宣布正式啟動(dòng)。
如果說(shuō)2020年是AI制藥爆發(fā)元年，實(shí)現(xiàn)了從“0”到“1”的突破，那么經(jīng)過(guò)兩年的持續(xù)升溫，這個(gè)賽道已經(jīng)以突飛猛進(jìn)之勢(shì)走進(jìn)了從“1”到“10”的新階段。多位業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，AI制藥重新定義了制藥流程，給整個(gè)制藥行業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)巨大變革。
AI如何制藥？
對(duì)于大多數(shù)普通民眾而言，生物制藥是一個(gè)陌生的領(lǐng)域。電影《我不是藥神》中抗癌群體面對(duì)天價(jià)藥的無(wú)助感讓觀眾感同身受，催淚無(wú)數(shù)。通過(guò)這部電影，向來(lái)鮮為人知的制藥、產(chǎn)藥、售藥的產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀逐漸浮現(xiàn)出來(lái)，讓大眾得以窺見(jiàn)其中的一些“難言之隱”。
一位從事醫(yī)藥行業(yè)的人士表示：“作為臨床醫(yī)生，我們也很無(wú)奈，藥價(jià)太貴，現(xiàn)在還有很多病人在吃代購(gòu)藥，甚至吃原料藥粉。”而對(duì)于制藥廠商而言，新藥貴，貴在研發(fā)?！半p十定律”是壓在他們頭上的一座“大山”，即10年時(shí)間、10億美元，才可能成功研發(fā)出一款新藥。即使如此，大約只有10%的新藥能被批準(zhǔn)進(jìn)入臨床期，最終只有更小比例的新藥可以上市。
龐大的研發(fā)成本、漫長(zhǎng)的研發(fā)周期、難以預(yù)估的失敗率，讓新藥研發(fā)變成一件吃力不討好的事情。盡管制藥公司幾十年來(lái)不斷增加投資，但投資10億美元得到的上市新藥數(shù)目每9年就減少一半，這一現(xiàn)象被稱作“反摩爾定律”。
通常來(lái)說(shuō)，新藥物發(fā)現(xiàn)的過(guò)程需要先確定好某疾病的靶點(diǎn)，而靶點(diǎn)相當(dāng)于“鎖”，研究人員需要在眾多藥物分子可能性中，設(shè)計(jì)和篩選最合適的分子作為“鑰匙”去解鎖。以《我不是藥神》中的神藥“格列衛(wèi)”為例，其靶點(diǎn)就是一個(gè)融合蛋白，通過(guò)藥物小分子去抑制融合蛋白，達(dá)到控制慢性髓性白血病的發(fā)展。誰(shuí)更“懂”蛋白質(zhì)，誰(shuí)就能找到那把破解重大疾病、研發(fā)新藥的“鑰匙”。
“傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)組學(xué)分析技術(shù)和方法，并不完全適合用來(lái)研究蛋白質(zhì)系統(tǒng)，它所缺乏的是對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行定量數(shù)據(jù)積累的過(guò)程，而且它沒(méi)有一個(gè)合適的算法。”西湖大學(xué)特聘研究員、西湖歐米創(chuàng)始人郭天南說(shuō)。
AI技術(shù)的出現(xiàn)，讓傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不再是唯一的選項(xiàng)，以數(shù)據(jù)為中心的藥物發(fā)現(xiàn)逐漸走上舞臺(tái)。“AI在其中的主要作用是對(duì)候選藥物分子、化合物、蛋白質(zhì)的結(jié)合以及基因的作用完成機(jī)理上的模擬和計(jì)算，典型的應(yīng)用場(chǎng)景包括虛擬藥物篩選、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等?！卑⒗镌聘咝阅苡?jì)算負(fù)責(zé)人何萬(wàn)青在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，“這里面涉及分子動(dòng)力學(xué)、量子化學(xué)、量子色動(dòng)力學(xué)等大量傳統(tǒng)的高性能計(jì)算應(yīng)用，在利用已有的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行學(xué)習(xí)、預(yù)測(cè)的過(guò)程中也引入了機(jī)器學(xué)習(xí)的算法?；旧鲜且粋€(gè)典型的HPC（高性能計(jì)算）+AI的應(yīng)用場(chǎng)景。”
簡(jiǎn)而言之，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的人工智能醫(yī)藥研發(fā)范式本質(zhì)上是通過(guò)機(jī)器自主學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、挖掘數(shù)據(jù)，總結(jié)歸納出專家經(jīng)驗(yàn)之外的藥物研發(fā)規(guī)律，從而優(yōu)化藥物研發(fā)全流程的各個(gè)環(huán)節(jié)。它不僅大大提升了藥物研發(fā)效率與成功率，還有效降低了研發(fā)費(fèi)用和試錯(cuò)成本，讓制藥行業(yè)看到了擺脫“反摩爾定律”困境的曙光。
賽道上都有誰(shuí)？
新冠肺炎疫情驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)對(duì)生物醫(yī)藥行業(yè)給予了前所未有的關(guān)注。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2021年，全球AI制藥領(lǐng)域共發(fā)生77起融資事件，累計(jì)融資額達(dá)45.64億美元（折合人民幣約290.73億元），相較于2020年增長(zhǎng)高達(dá)152%。國(guó)內(nèi)發(fā)生融資事件34起，總金額超過(guò)80億元。截至2022年第一季度，新增融資事件十余起。
晶泰科技、英矽智能、深勢(shì)科技等“年輕”公司的步伐很快，成為了資本的“寵兒”。成立于2015年的晶泰科技現(xiàn)已完成將近8億美元（折合人民幣約50.96億元）的融資，刷新了全球AI制藥領(lǐng)域融資金額紀(jì)錄，總估值超過(guò)130億元。
成立于2018年的深勢(shì)科技，首創(chuàng)“多尺度建模+機(jī)器學(xué)習(xí)+高性能計(jì)算”新范式，在短短18個(gè)月內(nèi)完成4輪融資。團(tuán)隊(duì)核心成員獲得2020年全球計(jì)算機(jī)高性能計(jì)算領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)項(xiàng)“戈登貝爾獎(jiǎng)”，相關(guān)工作當(dāng)選2020年中國(guó)十大科技進(jìn)展和全球AI領(lǐng)域十大技術(shù)突破。
成立于2014年的英矽智能，在全球首次利用AI發(fā)現(xiàn)了一種全新機(jī)制的用于治療特發(fā)性肺纖維化（IPF）的臨床前候選化合物，整個(gè)研發(fā)過(guò)程只花了不到18個(gè)月的時(shí)間和大約200萬(wàn)美元，刷新了新藥研發(fā)的速度和最低成本記錄，目前也完成了6輪融資，累積金額超3億美元。
與此同時(shí)，傳統(tǒng)藥企和互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛發(fā)力，要么投資合作，要么親自上場(chǎng)。例如，復(fù)星醫(yī)藥牽手英矽智能，在全球范圍內(nèi)共同推進(jìn)針對(duì)多個(gè)靶點(diǎn)的AI藥物研發(fā)。英矽智能獲得了1300萬(wàn)美元的首付款及里程碑付款。這是國(guó)內(nèi)迄今為止AI制藥企業(yè)收到的最大金額預(yù)付款。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，目前藥企和AI制藥公司多在試水階段，從早期研究到臨床階段的周期越來(lái)越短，藥企對(duì)于AI作用的認(rèn)知越來(lái)越清晰。盡管像復(fù)星醫(yī)藥和英矽智能這樣的大單在國(guó)內(nèi)還不多見(jiàn)，但愿意拿出部分研發(fā)方向給AI制藥公司試水的藥企越來(lái)越多，合作金額也在逐年上升。
在他看來(lái)，AI制藥發(fā)展雖然看似火熱，但也只是剛剛拉開(kāi)了序幕，重量級(jí)的選手還一直處于試水階段。隨著藥物數(shù)據(jù)的逐漸積累，AI制藥將會(huì)迎來(lái)一個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的2.0時(shí)代。屆時(shí)，隨著大家逐漸消除疑慮，深度擁抱AI制藥，行業(yè)的春天也將真正到來(lái)。