近年來(lái)，人工智能（AI）加速助力新藥研發(fā)，幾乎參與了從藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)到臨床試驗(yàn)全流程。在新冠疫情期間，多款藥物問(wèn)世背后也都有AI“身影”，全球“AI制藥”實(shí)現(xiàn)加速跑。
疫情成“AI制藥”試驗(yàn)場(chǎng)
新冠疫情為“AI制藥”提供更多試驗(yàn)機(jī)會(huì)。疫情期間，AI技術(shù)被用于加速新冠小分子藥物、抗體藥和疫苗的研發(fā)進(jìn)程，滿足了大流行對(duì)藥物的急迫需要。
今年5月，總部位于中國(guó)香港的AI創(chuàng)新藥研發(fā)公司英矽智能利用其AI藥物研發(fā)平臺(tái)發(fā)現(xiàn)了靶向新冠病毒主蛋白酶（3CL）的口服抑制劑。此外，首個(gè)獲美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)的新冠口服藥——輝瑞公司的奈瑪特韋/利托那韋組合，也是在“MareNostrum 4”超級(jí)計(jì)算機(jī)的AI算法幫助下發(fā)現(xiàn)的。
除發(fā)現(xiàn)新藥，AI也加速了“老藥新用”。2020年英國(guó)善心人工智能公司就宣布通過(guò)其AI平臺(tái)，發(fā)現(xiàn)美國(guó)一款風(fēng)濕藥巴瑞替尼可用于治療新冠。
“在疫情初期無(wú)藥可醫(yī)的困境下，AI對(duì)現(xiàn)有藥物的再利用緩解了危機(jī)，也為新冠疫苗和藥物的研發(fā)起到了緩沖。”英矽智能聯(lián)合首席執(zhí)行官任峰對(duì)記者說(shuō)。
AI還有助優(yōu)化疫苗研發(fā)。德國(guó)生物新技術(shù)公司正與AI初創(chuàng)公司InstaDeep合作，預(yù)測(cè)下一個(gè)新冠病毒高風(fēng)險(xiǎn)變異株，以使其mRNA疫苗平臺(tái)能進(jìn)行預(yù)判。有關(guān)算法已提前識(shí)別出包括奧密克戎在內(nèi)的多種受關(guān)注變異株。
助力突破“反摩爾定律”
目前，AI可謂掌握“十八般武藝”，已可賦能藥物研發(fā)不同階段，涵蓋靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、老藥新用、化合物篩選、分子設(shè)計(jì)及優(yōu)化、臨床前實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)、患者招募分組等。
近年來(lái)，由于藥物獲批上市難度越來(lái)越大、制藥成本高漲、同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)等因素影響，傳統(tǒng)制藥方式深陷“反摩爾定律”，即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。任峰說(shuō)，AI可幫助突破“反摩爾定律”，加速藥物研發(fā)的關(guān)鍵步驟，如靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、化合物設(shè)計(jì)與生成、臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果預(yù)測(cè)等，從而縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本，提高成功率。
藥物研發(fā)通常周期長(zhǎng)（需10年到15年）、投入高（大于10億到20億美元）、成功率低（小于10%），需要先對(duì)數(shù)萬(wàn)個(gè)小分子進(jìn)行測(cè)試篩選，最后只有少數(shù)幾個(gè)能推進(jìn)到臨床研究，AI則可大大加快這一進(jìn)程。據(jù)英國(guó)AI制藥公司?？速惗飨喒镜臄?shù)據(jù)，AI將項(xiàng)目立項(xiàng)推進(jìn)到臨床前候選化合物的時(shí)間，從平均4年半縮短至約13.7個(gè)月。
主攻智能藥物設(shè)計(jì)平臺(tái)的公司圓壹智慧創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官潘麓蓉認(rèn)為，AI通過(guò)對(duì)分子、細(xì)胞、器官、動(dòng)物、臨床等不同層面數(shù)據(jù)的整合、分析，不僅可提升研發(fā)流程效率，更可促進(jìn)整體行業(yè)認(rèn)知水平和方法論的提升。
“新舊融合”的挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)
當(dāng)下，傳統(tǒng)跨國(guó)藥企、大型科技公司和生物科技初創(chuàng)企業(yè)均加速布局“AI制藥”，多個(gè)由AI發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)的藥物分子已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。但一些傳統(tǒng)藥企對(duì)擁抱數(shù)字化有抵觸，而AI領(lǐng)域卻強(qiáng)調(diào)“開(kāi)放”，二者結(jié)合仍需長(zhǎng)期磨合。
西湖歐米（杭州）生物科技有限公司創(chuàng)始人郭天南說(shuō)，制藥是保守領(lǐng)域，目前巨頭制藥公司改變框架較難，傳統(tǒng)藥企做創(chuàng)新成本很高，反而新創(chuàng)建的公司會(huì)嶄露頭角，行業(yè)面臨重新洗牌。
據(jù)“AI制藥”智庫(kù)“智藥局”統(tǒng)計(jì)，截至6月20日，全球共有26家企業(yè)的約51個(gè)由AI輔助進(jìn)入臨床Ⅰ期的藥物管線。其中，美國(guó)企業(yè)占多數(shù)，有英矽智能、未知君、冰洲石生物3家中國(guó)企業(yè)上榜。
日本制藥企業(yè)武田亞太研發(fā)中心負(fù)責(zé)人王璘對(duì)記者說(shuō)，中國(guó)發(fā)展“AI制藥”有得天獨(dú)厚優(yōu)勢(shì)。一方面，中國(guó)人口基數(shù)龐大，醫(yī)院規(guī)模可觀，更利于搜集用于訓(xùn)練AI的大數(shù)據(jù)。其次，中國(guó)大量的醫(yī)藥研發(fā)合同外包服務(wù)機(jī)構(gòu)便于藥企平行開(kāi)展多項(xiàng)試驗(yàn)，方便AI學(xué)習(xí)比對(duì)不同結(jié)果。
王璘說(shuō)，部分中國(guó)企業(yè)發(fā)展出自有專利的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，甚至開(kāi)始探索在全球尚未有企業(yè)涉足的前沿領(lǐng)域，如小分子晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、原發(fā)藥物設(shè)計(jì)等。（記者 彭茜 林苗苗 黃筱）
（來(lái)源：新華網(wǎng)）
