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人工智能在驅(qū)動(dòng)藥物發(fā)現(xiàn)方面正在以前所未有的速度發(fā)展。今年上半年,AI研發(fā)的藥物開始邁向臨床階段,而相關(guān)領(lǐng)域的合作及投融資事件也出現(xiàn)井噴。中國本土創(chuàng)新企業(yè)在AI藥物研發(fā)方面走在全球前列。咨詢公司麥肯錫稱,人工智能是制藥業(yè)“百年難得的歷史性機(jī)會(huì)”。
藥物設(shè)計(jì)邁向“原子級精準(zhǔn)工程”
近日,在上??萍即髮W(xué)舉辦的一場技術(shù)轉(zhuǎn)化相關(guān)的產(chǎn)業(yè)研討會(huì)上,上??萍即髮W(xué)研究員劉佳教授介紹了一項(xiàng)最新的研究成果——基于人工智能的第四代肉毒素藥物設(shè)計(jì),肉毒素正在邁向工程化時(shí)代。
憑借新的人工智能大模型的能力,藥物的分子設(shè)計(jì)正從過去的“概率碰撞”邁向“原子級精準(zhǔn)工程”,將開啟一個(gè)更快、更準(zhǔn)、更智能的分子設(shè)計(jì)時(shí)代。
劉佳指出,肉毒素正從天然提取向重組蛋白轉(zhuǎn)型,其中,靶向神經(jīng)遞送工具及AI驅(qū)動(dòng)的蛋白改造是未來研發(fā)的重要方向。目前,上海科技大學(xué)正在通過其孵化的生物創(chuàng)新技術(shù)公司若弋生物進(jìn)行相關(guān)藥物的臨床轉(zhuǎn)化,并拓展?jié)撛谶m應(yīng)癥,最終形成創(chuàng)新產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的“中國方案”。
近年來,分子結(jié)構(gòu)預(yù)測與蛋白設(shè)計(jì)快速進(jìn)展,雖能提升效率,但由于成功率過低,仍需要依賴大量實(shí)驗(yàn)篩選。而這些實(shí)驗(yàn)常依賴動(dòng)物免疫、高通量篩選等方式,具有周期長、成本高等特點(diǎn),遇到新靶點(diǎn)時(shí)成功率更是極低。因此過去幾乎沒有任何一種AI發(fā)現(xiàn)的藥物能最終走向后期臨床。
一位生物制藥公司高層對第一財(cái)經(jīng)記者表示:“大多數(shù)的候選藥物分子的有效性通常要等到人體測試后才能揭曉。到目前為止,這仍然是非常難預(yù)測的。因此,AI最好的新領(lǐng)域可能是第一階段臨床試驗(yàn)的機(jī)會(huì),可以結(jié)合人類數(shù)據(jù)和人工智能超快速地進(jìn)行藥物測試。”
這種趨勢從今年開始出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)。根據(jù)波士頓咨詢的一份研究顯示,AI生成的藥物分子在一期臨床試驗(yàn)中的成功率已經(jīng)高達(dá)80%至90%,高于50%的歷史平均水平。這意味著,AI發(fā)現(xiàn)的藥物正在突破臨床一期的瓶頸,展現(xiàn)出進(jìn)入后期臨床驗(yàn)證階段的潛力。
在這一轉(zhuǎn)變的過程中,中國生物制藥企業(yè)再次引領(lǐng)技術(shù)前沿。本月早些時(shí)候,《自然醫(yī)學(xué)》發(fā)表評論稱,由AI發(fā)現(xiàn)的藥物和靶點(diǎn)組合的針對特發(fā)性肺纖維化的隨機(jī)二期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示出安全性和療效跡象,該研究標(biāo)志著將人工智能輔助的藥物發(fā)現(xiàn)引入臨床治療方面邁出堅(jiān)實(shí)的一步。
評論提到一項(xiàng)來自中國北京協(xié)和醫(yī)院徐作軍團(tuán)隊(duì)和上海AI制藥公司英矽智能研究團(tuán)隊(duì)的成果,該成果展示了如何利用生成式AI平臺(tái),“從零開始”發(fā)現(xiàn)全新靶點(diǎn)并設(shè)計(jì)全新分子、完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過程。
由于看到AI在藥物臨床方面的巨大潛力,今年以來,越來越多的生物醫(yī)藥公司開始使用AI支持藥物研發(fā)工作。微芯生物也開始在新藥早期研發(fā)階段使用AI技術(shù),以縮短研發(fā)時(shí)間。
微芯生物創(chuàng)始人CEO魯先平對第一財(cái)經(jīng)記者表示:“人工智能算力、算法的巨大進(jìn)步正在制藥行業(yè)發(fā)揮更大的作用,現(xiàn)在的AI計(jì)算能力可以將接近極限的全部可能性都考慮到了。”
近百億美元涌向AI制藥
在AI制藥前景樂觀的預(yù)期下,資本也在快速涌入這一賽道。今年上半年,全球已有近百億美元涌入AI制藥。
在國內(nèi)市場上,上半年最大的一筆AI制藥融資來自英矽智能,該公司宣布完成約1.23億美元的E輪融資,超額完成既定目標(biāo)。
跨國公司與中國本土企業(yè)針對AI制藥的合作授權(quán)的大額交易也開始頻現(xiàn)。對于現(xiàn)金流充裕的跨國制藥公司來說,戰(zhàn)略合作是一條相對低成本的創(chuàng)新途徑。
今年6月,阿斯利康與石藥集團(tuán)宣布達(dá)成最高達(dá)53億美元合作,利用石藥集團(tuán)的AI藥物發(fā)現(xiàn)平臺(tái)開發(fā)小分子候選藥物。據(jù)介紹,石藥集團(tuán)AI藥物發(fā)現(xiàn)平臺(tái)將新藥早期發(fā)現(xiàn)時(shí)間縮短超過30%,研發(fā)成本降低近一半,候選化合物篩選準(zhǔn)確率提高近3倍。目前已實(shí)現(xiàn)3項(xiàng)對外授權(quán)。
同月,國內(nèi)AI制藥龍頭企業(yè)晶泰控股與美國醫(yī)藥投資人GregoryVerdine創(chuàng)立的DoveTree公司簽署數(shù)十億美元管線授權(quán)合作意向書。
在全球范圍內(nèi),今年上半年,諾和諾德與AI制藥公司DeepAppleTherapeutics達(dá)成一項(xiàng)超過8億美元的合作;賽諾菲也以最高5.45億歐元的價(jià)格獲得了AI制藥公司FormationBio子公司的一款口服雙重JAK/SYK抑制劑。
展望AI制藥領(lǐng)域下一階段的發(fā)展,如何將AI發(fā)現(xiàn)的藥物從一期臨床推進(jìn)至二期及后期臨床,是企業(yè)正在努力的方向。此外,AI制藥的數(shù)據(jù)瓶頸也有待破解。未來,加快推進(jìn)數(shù)據(jù)共享、標(biāo)準(zhǔn)制定與稀疏數(shù)據(jù)建模算法,強(qiáng)化多模態(tài)融合以提升模型泛化能力與生物系統(tǒng)理解等方面是重要的突破方向。
“未來,我們將會(huì)看到越來越多的公司利用新技術(shù),從大量數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí),以重塑藥物的發(fā)現(xiàn)。”一位生物醫(yī)藥投資人對第一財(cái)經(jīng)記者表示。他表示,藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)是一個(gè)巨大的行業(yè),人工智能將幫助該領(lǐng)域的從業(yè)人員從艱苦的手工藝轉(zhuǎn)向更加自動(dòng)化的精準(zhǔn)技術(shù)。
上述人士進(jìn)一步解釋稱,準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是推動(dòng)AI制藥領(lǐng)域發(fā)展至關(guān)重要的基礎(chǔ)。“這些數(shù)據(jù)非常專業(yè),包括分子信息、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和生化相互作用的測量。人工智能可以從數(shù)據(jù)模式中學(xué)習(xí),并提出可能有用的候選藥物。”他表示。
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