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藥選 AI 這一醫(yī)療人工智能特殊賽道已經(jīng)從后臺走向前臺
“AI+藥物研發(fā)”這一醫(yī)療 AI 賽道正在獲得越來越多的關注，尤其是在這次疫情期間。
1 月 29 日，阿里云也宣布向全球公共科研機構免費開放一切 AI 算力，以加速新冠肺炎的新藥和疫苗研發(fā)；2 月，工信部發(fā)布倡議書，提出要發(fā)揮人工智能的效用，優(yōu)化 AI 算法和算力，助力病毒基因測序、疫苗 / 藥物研發(fā)、蛋白篩選等藥物研發(fā)攻關。
在藥物研發(fā)領域，通過大數(shù)據(jù)處理、機器學習、深度學習等技術，AI 正發(fā)揮著越來越重要的作用。
近日，AI 藥物研發(fā)企業(yè)深圳晶泰科技宣布與博騰股份攜手，在中美兩地同時開展藥物結(jié)晶技術、工藝研究開發(fā)、藥物智能開發(fā)平臺等方面的深度合作。
雷鋒網(wǎng) AI 掘金志采訪到了晶泰科技 CEO 馬健，深入解讀這次合作的邏輯與前景。
藥企永恒的主題
降低研發(fā)成本一直都是藥企永恒不變的主題。
2018 年，全球前十藥企總營業(yè)額達到 3000 億美元以上，其中有將近 30%的資本都需要投入在藥物研發(fā)中。而藥物研發(fā)是一項高技術、高投入、高風險、長周期的復雜系統(tǒng)工程，主要分為藥物發(fā)現(xiàn)及前期研發(fā)、臨床前藥學實驗、工藝合成、臨床試驗及商業(yè)化生產(chǎn)五階段。
長期以來，新藥研發(fā)和臨床試驗大多由歐美醫(yī)藥企業(yè)開展，國內(nèi)絕大部分企業(yè)的定位都在研發(fā)下游，以仿制和承接 CMO（醫(yī)藥生產(chǎn)外包服務）為主。隨著 CMO 市場趨于成熟，還衍生出定制生產(chǎn)(CDMO)、產(chǎn)研結(jié)合(CRO+CMO/CDMO)等多種模式。
雖然藥研 AI 企業(yè)和制藥公司的合作過去就有，但從過去的產(chǎn)業(yè)鏈條來看，人工智能在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中最大的應用就在臨床前研究，例如晶型預測、藥物發(fā)現(xiàn)與設計。
此次合作方之一的博騰股份是國內(nèi)一家老牌 CDMO 企業(yè)，主要業(yè)務和市場都在醫(yī)藥研發(fā)的下游生產(chǎn)端，這次合作將是 AI 技術在醫(yī)藥行業(yè)的進一步下沉。
馬健表示，“藥物生產(chǎn)是一個比較傳統(tǒng)的化工產(chǎn)業(yè)，這個產(chǎn)業(yè)本身的自動化、智能化水平有待提高。我們期待晶泰科技在 AI 技術方面的積累，結(jié)合博騰豐富的實驗經(jīng)驗，將有機會給藥物生產(chǎn)與研發(fā)帶來效率的提高，這是我們深入合作的一大原因。”
2017 年，博騰股份以 2600 萬美金收購了創(chuàng)新藥定制研發(fā)服務機構 J-STAR Research，從美國布局 CRO（藥物研發(fā)外包）市場。晶泰科技與 J-Star 同樣提供藥物結(jié)晶領域的研發(fā)服務，一個以計算見長，一個有豐富的實驗研發(fā)能力，從計算+實驗的研發(fā)模式來看，兩家公司率先在美國展開合作看似是偶然，實則是必然。
馬健表示：“正是與 J-STAR Research 公司合作的小項目成為雙方擴展全方面合作的基石和跳板，在這個合作中對互相的表現(xiàn)都非常認可。之后，雙方?jīng)Q定把小項目的合作擴展到公司級的全方面合作，我們在 2019 年底就敲定了合作意向。”
雙方合作的兩個訴求點
小項目的合作是布局于現(xiàn)在，而全方面的合作則是放眼于未來。
雙方這次的合作離不開醫(yī)療行業(yè)“生產(chǎn)外包”大背景。
近些年，迫于新藥研發(fā)成本快速上升，多家歐美藥企都把藥物生產(chǎn)環(huán)節(jié)外包到中國。與歐美國家相比，在中國進行藥物生產(chǎn)可以把生產(chǎn)成本降低 30%到 50%，而且這一趨勢還在擴大，預計到 2023 年，生產(chǎn)外包的市場滲透率將達到 30%到 40%。
歐美藥企將生產(chǎn)環(huán)節(jié)外包到中國是為了降低成本，而中國 CMO 企業(yè)同樣有降低生產(chǎn)成本的訴求。其中藥物生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最重要的組成部分就是生產(chǎn)工藝，對其優(yōu)化的程度直接關系到整個生產(chǎn)的效率和成本投入。
但是，生產(chǎn)工藝有很多方案和參數(shù)需要進行探索，過去只能通過實驗的方式不斷試錯，既浪費時間又浪費資本。
馬健表示：“利用 AI 在藥物篩選研究中積累的底層工具和方法，可以大大提高工藝開發(fā)和優(yōu)化的效率。這也是雙方?jīng)Q定擴大合作最直接的訴求點之一。”
此外，雙方合作還有一個更大的戰(zhàn)略意圖———組成“AI+藥物生產(chǎn)”全新研發(fā)服務模式。
作為一家 CDMO 企業(yè)，博騰的產(chǎn)業(yè)鏈上游有很多像強生、輝瑞、葛蘭素史克、勃林格殷格翰、諾華、羅氏這樣的藥物研發(fā)類巨頭，雙方計劃通過合作未來為這些企業(yè)提供包括藥物篩選和藥物生產(chǎn)一整套 AI 服務。
此外，馬健表示此次合作的另一個目的也是希望進一步打開國內(nèi)藥研市場。
近些年，迫于降低研發(fā)成本的考慮，歐美藥企通過戰(zhàn)略剝離的方式將業(yè)務更多的聚焦在最核心的藥物研發(fā)領域，側(cè)重于“聚焦大分子，拋棄小分子”，而小分子藥物研發(fā)市場最大的承接方就是中國。
但是，國內(nèi)醫(yī)藥行業(yè)面臨的問題是長期對醫(yī)藥研發(fā)投入不夠，真正具有創(chuàng)新能力的藥企相對較少。馬健表示，晶泰科技更大的愿景就是利用 AI 為國內(nèi)醫(yī)藥研發(fā)行業(yè)賦能。
從 2019 年開始，晶泰科技在國內(nèi)相繼建立了藥物晶型與合成的綜合研究實驗室，為國內(nèi)藥企提供更完備的 AI 研發(fā)服務。
填補藥物研發(fā)的空白
瑞德西韋是這次疫情期間的一種明星藥，但是其對新冠肺炎的治療作用被不是被 AI 發(fā)現(xiàn)的。
《柳葉刀》報道，瑞德西韋最早是基于醫(yī)生的傳統(tǒng)經(jīng)驗應用到臨床治療中。
馬健表示：“通過算法去做老藥新用的篩選，可以跳脫傳統(tǒng)的抗病毒藥物的品類限制，在所有上市藥物中更廣泛地搜尋有潛力抑制新冠病毒。同時，瑞德西韋作為為埃博拉病毒設計的藥物，對新冠肺炎的療效還在臨床驗證當中。利用人工智能等算法，還可以嘗試對這些藥物進行改造和劑型的優(yōu)化
但是作為應對埃博拉病毒的藥物來說，瑞德西韋的臨床試驗結(jié)果還不是特別明確。人工智能或許可以嘗試對這些藥物進行化合物改造，實現(xiàn)更快速找到應對新冠肺炎的特效藥。”
疫情爆發(fā)之后，晶泰科技也展開了諸多動作，在 1 月 20 日就成立了疫情研究專項小組，根據(jù)相似度最高的 SARS 病毒對新冠病毒進行同源建模，從計算的維度驗證了新冠病毒較 SARS 更強的人際傳播能力，并對病毒與人體結(jié)合位點的蛋白質(zhì)殘基進行分析，預測可能導致病毒傳染性、致病性增強的潛在突變，為開發(fā)多肽或抗體類藥物打下基礎。
而關鍵的是，晶泰科技根據(jù)獲得的新冠病毒幾個關鍵蛋白三維結(jié)構模型，利用 AI 技術對全球已上市藥物小分子及重要分子的老藥進行篩選，共找到 183 個對病毒有潛在治療效果的藥物，最終將目光鎖定在活性排序最靠前的 38 個分子。
而這些舉措如果發(fā)生在 2003 年的 SARS 時期簡直不敢想象?；蛟S從現(xiàn)在的視角去看非典時期的許多藥物篩選都比較荒謬，殊不知其中存在著更大的行業(yè)內(nèi)因。
馬健表示：“2003 年非典時期，國內(nèi)醫(yī)藥行業(yè)幾乎沒有幾款自主研發(fā)藥，基本都是以仿制藥為主，國外的新藥上市緩慢，應對非典的藥物篩選本身就缺少選項。”
而藥物研發(fā)領域的空白其實也是人才的空白，藥物篩選極大依賴個人經(jīng)驗缺少核心技術人才，更無從談起深度學習等算法的加持，高效的藥物篩選難以實現(xiàn)。
而今天的醫(yī)藥行業(yè)已不可同日而語，這些進步既有技術迭代原因，也有人才回流的大背景。
當然更離不開政策的加持，近年來，中國的藥品監(jiān)管法規(guī)出臺一系列政策與國際水平接軌，從 2015 年展開一致性評價、到 2017 年加入 ICH，優(yōu)勝劣汰，引導和督促整個行業(yè)的重心由數(shù)量向質(zhì)量、由仿制藥向創(chuàng)新藥研發(fā)轉(zhuǎn)移，為本土創(chuàng)新藥企的崛起鋪平道路。
對于疫情的發(fā)展，學者認為新冠病毒未來在秋季可能會再次爆發(fā)，而政府層面會長期重點支持和關注藥物研發(fā)方向。馬健表示：“政府的支持力度會空前提高，而抗冠狀病毒的研究和廣譜的抗病毒類藥物研發(fā)，不是一個短期之內(nèi)可以完成的事情。目前，晶泰科技已經(jīng)申報了兩個研發(fā)項目”
這場新型冠狀病毒疫情來勢洶洶，對各個行業(yè)都造成了很大的影響，不僅考驗企業(yè)的臨場應變能力，更加速企業(yè)的洗牌。
馬健表示：“疫情爆發(fā)之后，一些非新冠病毒相關的線下實驗研發(fā)只能暫停，只有線上平臺計算類業(yè)務還在推進，未來隨著線下、線上互動的增強，通過平臺組織 CRO 等線下研發(fā)活動，或?qū)⒊蔀樗幬镅邪l(fā)領域非常重要的優(yōu)化方向。”
