讓AI造一款新藥，有多難？

（圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)）

作者|李傲華 來(lái)源|時(shí)代財(cái)經(jīng)APP(ID：tf-app)

伴隨著AI（人工智能）大模型引領(lǐng)的創(chuàng)新浪潮席卷全球，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)正面臨新一輪的機(jī)遇期。而ChatGPT的橫空出世，更為本就備受矚目的AI制藥再添一把火。

據(jù)AI咨詢(xún)機(jī)構(gòu)Deep Pharma Intelligence統(tǒng)計(jì)，截至2022年12月，全球800家AI制藥公司獲得的總投資額達(dá)到59.3億美元，9年間增長(zhǎng)了27倍。而今年第一季度，已有超過(guò)28筆對(duì)AI制藥公司的投資，平均投資額為3800萬(wàn)美元。

截至目前，尚未有基于AI技術(shù)發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)的新藥獲得上市批準(zhǔn)，但隨著資本不斷加碼，以及技術(shù)的升級(jí)迭代，AI制藥行業(yè)將會(huì)迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)會(huì)。

“AI技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的突破只是時(shí)間問(wèn)題，這個(gè)趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)。盡管可能需要3年、5年，甚至10年，但我相信，AI技術(shù)一定會(huì)在生物醫(yī)藥和生物科技領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，尤其是可以極大提高生物醫(yī)藥在早期階段的研發(fā)效率。”在5月26日舉行的首屆廣州國(guó)際生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)大會(huì)期間，晶泰科技聯(lián)合創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)溫書(shū)豪在接受時(shí)代財(cái)經(jīng)專(zhuān)訪時(shí)表示。

一

打破新藥研發(fā)困境

新藥研發(fā)是一個(gè)極其耗時(shí)耗力的過(guò)程。一款全新靶點(diǎn)、全新機(jī)制的新藥，其研發(fā)需要經(jīng)過(guò)靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、靶點(diǎn)驗(yàn)證、先導(dǎo)物發(fā)現(xiàn)，以及先導(dǎo)物優(yōu)化等階段，這個(gè)過(guò)程可能需要驗(yàn)證、篩選數(shù)十萬(wàn)個(gè)化合物。

德勤發(fā)布的《2021年醫(yī)藥創(chuàng)新回報(bào)率評(píng)價(jià)》顯示，2021年生物制藥創(chuàng)新平均內(nèi)部回報(bào)率（IRR）為7%，這已經(jīng)是近7年來(lái)最好的水平。2021年，創(chuàng)新藥管線到上市前的平均成本達(dá)到20億美元，而創(chuàng)新藥的平均預(yù)期峰值銷(xiāo)售額為5.21億美元，如果剔除新冠疫苗的影響，這一數(shù)字僅為3.55億美元。

AI具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)能力，可以快速處理和解析大量的生物化學(xué)信息，幫助科學(xué)家篩選出合適的化合物，設(shè)計(jì)優(yōu)化藥物分子結(jié)構(gòu)，從而縮短研發(fā)周期，節(jié)約研發(fā)成本。

東吳證券研報(bào)指出，相較于傳統(tǒng)藥物研發(fā)環(huán)節(jié)，AI制藥可顯著縮短研發(fā)周期（部分研究顯示可平均縮短1/2-2/3），同時(shí)提高藥物研發(fā)成功率和投資回報(bào)率。

“在研發(fā)投入回報(bào)率相對(duì)較低的行業(yè)背景下，藥企對(duì)于提升研發(fā)效率的需求非常迫切，而數(shù)字化和智能化很可能是最行之有效的解決方案。”溫書(shū)豪表示。

近年來(lái)，AI制藥已經(jīng)成為制藥領(lǐng)域的新晉熱門(mén)賽道，頭部選手已有相當(dāng)規(guī)模。

5月25日，英矽智能宣布，公司自主研發(fā)的USP1小分子抑制劑ISM3091已獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）新藥臨床試驗(yàn)申請(qǐng)（Investigational New Drug Application，IND）批件，用于在實(shí)體瘤患者中開(kāi)展I期臨床試驗(yàn)。

ISM3091的分子是由英矽智能自有分子生成平臺(tái)Chemistry42輔助下生成，這是英矽智能首款在人工智能賦能下發(fā)現(xiàn)并進(jìn)入臨床階段的抗腫瘤候選藥物，也是英矽智能第三款進(jìn)入臨床階段的AI輔助設(shè)計(jì)藥物。

英矽智能于2021年6月啟動(dòng)USP1項(xiàng)目，僅用了9個(gè)月合成和測(cè)試不到80個(gè)化合物，便成功提名了臨床前候選化合物ISM3091。

中國(guó)制藥業(yè)也在積極擁抱AI。疫情期間，AI技術(shù)便被應(yīng)用到新冠口服藥的研發(fā)中。

晶泰科技CSO張佩宇在首屆廣州國(guó)際生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)大會(huì)“AI與自動(dòng)化制藥”分論壇上就指出，中國(guó)的新藥研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入3.0時(shí)代，這個(gè)階段講究的是全球化、差異化。要做到全球化和差異化，人工智能和自動(dòng)化技術(shù)是目前最看好的方向。

2018年，晶泰科技宣布與輝瑞簽訂戰(zhàn)略研發(fā)合作，融合量子物理與人工智能，建立小分子藥物模擬算法平臺(tái)。晶泰科技的AI預(yù)測(cè)算法幫助輝瑞顯著縮短了新冠口服藥Paxlovid（奈瑪特韋片/利托那韋片）的研發(fā)周期，2021年12月，Paxlovid成為第一款獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)的新冠口服藥，被迅速推向市場(chǎng)。

據(jù)張佩宇介紹，在AI技術(shù)的賦能下，輝瑞和晶泰科技雙方的科學(xué)家僅用了6個(gè)星期，便完成了藥物固態(tài)研發(fā)，以快速的計(jì)算預(yù)測(cè)與試驗(yàn)結(jié)果相互印證、準(zhǔn)確匹配。而在傳統(tǒng)的藥物研發(fā)模式下，這個(gè)過(guò)程可能需要花費(fèi)數(shù)月時(shí)間。

晶泰科技是一家以人工智能和機(jī)器人實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的科技公司。溫書(shū)豪告訴時(shí)代財(cái)經(jīng)，幾乎所有的歐美大藥企都在探索、推進(jìn)AI技術(shù)與藥物研發(fā)的結(jié)合，近年來(lái)，這一趨勢(shì)在中國(guó)的醫(yī)藥行業(yè)也越來(lái)明顯。在集采、醫(yī)保談判等行業(yè)政策的背景下，企業(yè)必須設(shè)法確保藥物具備全球競(jìng)爭(zhēng)力，這意味著必須進(jìn)行創(chuàng)新，并且要以更低的試錯(cuò)成本、更高的效率來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破。

“AI技術(shù)的應(yīng)用，可以降低藥物研發(fā)成本，因此AI藥物研發(fā)是一條必然之路，也是行業(yè)未來(lái)的趨勢(shì)。”溫書(shū)豪稱(chēng)。

二

“死亡之谷”挑戰(zhàn)

新藥研發(fā)是一場(chǎng)九死一生的冒險(xiǎn)，絕大部分的候選藥物最終都會(huì)倒在臨床試驗(yàn)階段，因此這也被稱(chēng)作醫(yī)藥研發(fā)的“死亡之谷”。根據(jù)全球生物技術(shù)行業(yè)組織BIO、Informa Pharma Intelligence以及QLS聯(lián)合發(fā)布的報(bào)告，2011-2020年期間，9704個(gè)藥物臨床開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中，從1期臨床到獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市的成功率平均為7.9%。

創(chuàng)新藥物最終需要進(jìn)入現(xiàn)實(shí)世界，才能實(shí)現(xiàn)治療疾病、拯救生命的意義。盡管AI在醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域創(chuàng)造了許多令人驚嘆的紀(jì)錄，但AI與制藥業(yè)的結(jié)合并非坦途。

據(jù)智藥局統(tǒng)計(jì)，截至2022年年底，全球獲批臨床的AI藥物管線有80條，其中有41條推進(jìn)到1期，約占總數(shù)的一半；推進(jìn)到2期的管線有29條。

但截至目前，仍然沒(méi)有任何一款由AI發(fā)現(xiàn)的新藥物獲批上市。

2020年1月，英國(guó)AI制藥企業(yè)Exscientia開(kāi)發(fā)的用于治療強(qiáng)迫癥的候選藥物DSP-1181獲得臨床批件，這是一款由人工智能平臺(tái)設(shè)計(jì)并進(jìn)入臨床試驗(yàn)的藥物。2022年7月，在宣布進(jìn)入臨床階段一年多以后，DSP-1181被Exscientia的合作方日本住友制藥停止開(kāi)發(fā)，原因是1期臨床研究未達(dá)到預(yù)期。

今年4月，另一家AI藥物研發(fā)公司BenevolentAI也宣布，其用于治療特應(yīng)性皮炎的局部泛 Trk抑制劑BEN-2293的IIa期臨床試驗(yàn)沒(méi)有達(dá)到次要療效終點(diǎn)。

AI未來(lái)要如何幫助、改變制藥業(yè)，能否幫助創(chuàng)新藥研發(fā)穿越“死亡之谷”，支持創(chuàng)新藥企業(yè)以更低的試錯(cuò)成本做出市場(chǎng)價(jià)值最大、對(duì)患者最有用的藥物，仍有諸多問(wèn)題亟待解答。

“AI是一個(gè)工具，工具你就得用好它，這也是最關(guān)鍵的一點(diǎn)，你要找好問(wèn)題、找對(duì)問(wèn)題，如果這個(gè)方向找錯(cuò)了，后面很多工作就是無(wú)用功，這要基于專(zhuān)業(yè)人士長(zhǎng)期的積累和自己獨(dú)特的認(rèn)識(shí)。”浙江大學(xué)百人計(jì)劃研究員、萊芒生物聯(lián)合創(chuàng)始人郭雨剛在上述分論壇上表示，“怎么用好AI這個(gè)工具，需要研究者非常深入的思考來(lái)提煉的。”

這也意味著，目前AI制藥還無(wú)法脫離人的共同參與，制藥專(zhuān)家在這一過(guò)程中仍發(fā)揮無(wú)可替代的作用。

“有時(shí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)出來(lái)的分子，合成反而困難，甚至是難以逾越的障礙，比如某些共價(jià)鍵沒(méi)法合成出來(lái)。盡管出現(xiàn)這個(gè)情況的概率比較小，但這也說(shuō)明，藥物研發(fā)不能完全交給AI主導(dǎo)。”溫書(shū)豪對(duì)時(shí)代財(cái)經(jīng)指出，AI的發(fā)展速度確實(shí)非?？欤軌蜻M(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)連接，擁有強(qiáng)大的計(jì)算能力，這些都是人類(lèi)難以企及的優(yōu)勢(shì)。但不可否認(rèn)的是，在當(dāng)前階段，人類(lèi)的經(jīng)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及靈感對(duì)于問(wèn)題的解決仍然非常重要，單純只靠算法是無(wú)法完成的。

“AI與自動(dòng)化機(jī)器人實(shí)驗(yàn)技術(shù)結(jié)合，作為高效而可靠的研發(fā)工具和底層‘新基建’，需要與人類(lèi)科學(xué)家的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合，才能發(fā)揮出最大的創(chuàng)新賦能。”溫書(shū)豪稱(chēng)。

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