打破行业定律,上海新药研发“弯道超车”
在药物研发领域,“双十定律”常常被业内人士提起。即研发成功一款新药,需耗时10年、投资10亿美元。
新药研发的长周期、高成本、低成功率,成为横亘在行业发展中的一道难题。直到那只战胜李世石的“阿尔法狗(AlphaGo)”出现,让制药行业看到了新的可能。
近年来,辉瑞、默克、阿斯利康等知名药企,以及谷歌母公司Alphabet都在布局这个领域,希望借助人工智能,提升药物研发的成功率和效率,降低研发成本。
人工智能有望打破药物研发的“定律”吗?
AI:以快制慢
长期以来,药物发现在很大程度上受制于偶然性。而人工智能技术大大减少了人为因素造成的偏见,很可能成为药物研发的破局关键。
2020年,在国际蛋白质结构预测竞赛上,生物界的“AlphaGo”——AlphaFold精准预测出蛋白质的3D结构,这意味着新药发现速度将被大大加速。国际顶级学术期刊《自然》称,通过对人工智能进行大力投资,制药行业的收益可以提高45%以上。
在上海,不少企业已经在此布局。人工智能软件公司商汤科技,在创立伊始就开始布局基因、药物研发等领域的创新研究,而药物研发领域也是其中的重要一环。
具体到研究过程,商汤科技副总裁、研究院副院长张少霆介绍:“例如我们在做一个AI基因分析项目时,需要处理的患者全基因组数据包含的位点达30亿个,每个位点一般会测几十次,所以单个患者的数据可能就会达到100G之多。传统方法的计算时间长达十个小时。在商汤超高性能的算力基础之上,我们也通过原创的算法将计算时间缩短到十几分钟,将计算效率提升超过接近30倍,极大地提升了建模、数据处理的效率,从而可以快速推动药物研发进展。”
近期,商汤科技在AI新药研发跨学科应用领域的最新研究成果登上了《自然》杂志子刊,论文提出的一种算法模型,可加速发现新的治疗型抗体,其显著的性能在包括艾滋病、新冠病毒、流感和登革热在内的多种病毒上得到了验证。
“通过AI技术加快在药物发现、临床前研究等方面的创新,提升药物研发效率,不仅助力大病、难病、不可治之病的医学进展,而且能够降低药物研发的成本,更好地造福广大人民,有助于我国新药研发进展,扩大在医药行业的国际竞争力。”张少霆说。
上海:弯道超车
对制药业而言,AI是打破定律的工具,对上海来说,这或许是弯道超车的机会。
“随着药物研发进一步向新结构、新靶点及新机制发现环节推进,人工智能在化合物筛选、靶点发现、蛋白质结构预测等将发挥重要作用。上海正在该前沿领域加大力度进行探索。”上海市经信委生物医药处处长李甲说。
“上海开放的政策、先行先试的魄力,对于医疗的创新应用是一片沃土。”张少霆说,相信越来越多的智慧医疗企业会在这片土壤诞生、发展、壮大,并更好地服务于居民的健康生活。
“上海是目前生物制药创新的中心,以及生物制药创新的未来。”英矽智能联合首席官任峰表示,AI制药关乎流程管理的创新。“我们不是按部就班地做每件事,我们并行执行很多流程,就像计算机的CPU(中央处理器)一样。”
英矽智能一方面以人工智能平台发现候选药物,一方面立足丰富的合同研究机构(CRO)资源做验证性实验。流程上的创新使得企业的在研管线比以往任何时候都进展得更快,成功率也更高,同时过程中收集到的大量数据也可以反馈给人工智能团队,帮助进一步迭代的算法平台。
“唯一可以做成这件事的地方就是在中国、在上海。因为我们身处的地方有很多合同研究机构,如此多的人才,如此多的投资,如此充满活力和努力工作的社群,人们专注于以最高的质量快速交付最终结果,这就是为什么上海是最佳的选择。”任峰说。
未来:从1到N
今年5月,英矽智能用人工智能平台发现、设计的全球首创候选新药ISM001-055在中国进入I期临床试验,7月完成了首批健康受试者给药。这是首个在中国进入临床试验、由人工智能发现和设计的药物,用于治疗特发性肺纤维化疾病,是中国AI制药“从0到1”的关键一步。
在上述项目中,英矽智能完成从靶点发现到确定临床前候选药物这一过程,仅耗时18个月,研发投入仅数百万美元。
近期,英矽智能宣布与赛诺菲达成一项将持续多年、针对多个靶点的药物研发合作,这也意味着国内AI制药企业开始被大型药企认可、逐渐走向国际舞台。
不过,不可否认的是,AI技术在制药行业还未达到革命式的突破。正如《2022AI制药行业观察报告》中提出,目前,AI制药实现了从“0到1”的突破,但是从“1到N”的发展还需要一定的时间和积累。
任峰表示:“人工智能以快速和高效为目的,而新药研发是以合规和安全为底线。这两者碰撞在一起一定会经历阵痛,这需要整个行业共同应对。”
随着AI技术和生物医药技术的不断积累和完善,以解决临床需求为目的的创新药物会越来越多。AI制药的未来,也会不断随着数据算法的突破,从已经跨越的“从0到1”,进而发展到“从1到N”。
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