藥選 AI 這一醫(yī)療人工智能特殊賽道已經(jīng)從后臺(tái)走向前臺(tái)

“AI+藥物研發(fā)”這一醫(yī)療 AI 賽道正在獲得越來(lái)越多的關(guān)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(jī)構(gòu)免費(fèi)開(kāi)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(cè)序、疫苗 / 藥物研發(fā)、蛋白篩選等藥物研發(fā)攻關(guān)。

在藥物研發(fā)領(lǐng)域，通過(guò)大數(shù)據(jù)處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，AI 正發(fā)揮著越來(lái)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(shí)開(kāi)展藥物結(jié)晶技術(shù)、工藝研究開(kāi)發(fā)、藥物智能開(kāi)發(fā)平臺(tái)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(yíng)業(yè)額達(dá)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(xiàng)高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、長(zhǎng)周期的復(fù)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(xué)實(shí)驗(yàn)、工藝合成、臨床試驗(yàn)及商業(yè)化生產(chǎn)五階段。

長(zhǎng)期以來(lái)，新藥研發(fā)和臨床試驗(yàn)大多由歐美醫(yī)藥企業(yè)開(kāi)展，國(guó)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(wù)）為主。隨著 CMO 市場(chǎng)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(guò)去就有，但從過(guò)去的產(chǎn)業(yè)鏈條來(lái)看，人工智能在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中最大的應(yīng)用就在臨床前研究，例如晶型預(yù)測(cè)、藥物發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)。

此次合作方之一的博騰股份是國(guó)內(nèi)一家老牌 CDMO 企業(yè)，主要業(yè)務(wù)和市場(chǎng)都在醫(yī)藥研發(fā)的下游生產(chǎn)端，這次合作將是 AI 技術(shù)在醫(yī)藥行業(yè)的進(jìn)一步下沉。

馬健表示，“藥物生產(chǎn)是一個(gè)比較傳統(tǒng)的化工產(chǎn)業(yè)，這個(gè)產(chǎn)業(yè)本身的自動(dòng)化、智能化水平有待提高。我們期待晶泰科技在 AI 技術(shù)方面的積累，結(jié)合博騰豐富的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，將有機(jī)會(huì)給藥物生產(chǎn)與研發(fā)帶來(lái)效率的提高，這是我們深入合作的一大原因?！?/p>

2017 年，博騰股份以 2600 萬(wàn)美金收購(gòu)了創(chuàng)新藥定制研發(fā)服務(wù)機(jī)構(gòu) J-STAR Research，從美國(guó)布局 CRO（藥物研發(fā)外包）市場(chǎng)。晶泰科技與 J-Star 同樣提供藥物結(jié)晶領(lǐng)域的研發(fā)服務(wù)，一個(gè)以計(jì)算見(jiàn)長(zhǎng)，一個(gè)有豐富的實(shí)驗(yàn)研發(fā)能力，從計(jì)算+實(shí)驗(yàn)的研發(fā)模式來(lái)看，兩家公司率先在美國(guó)展開(kāi)合作看似是偶然，實(shí)則是必然。

馬健表示：“正是與 J-STAR Research 公司合作的小項(xiàng)目成為雙方擴(kuò)展全方面合作的基石和跳板，在這個(gè)合作中對(duì)互相的表現(xiàn)都非常認(rèn)可。之后，雙方?jīng)Q定把小項(xiàng)目的合作擴(kuò)展到公司級(jí)的全方面合作，我們?cè)?2019 年底就敲定了合作意向?！?/p>

雙方合作的兩個(gè)訴求點(diǎn)

小項(xiàng)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(lái)。

雙方這次的合作離不開(kāi)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(guó)。與歐美國(guó)家相比，在中國(guó)進(jìn)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(shì)還在擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到 2023 年，生產(chǎn)外包的市場(chǎng)滲透率將達(dá)到 30%到 40%。

歐美藥企將生產(chǎn)環(huán)節(jié)外包到中國(guó)是為了降低成本，而中國(guó) 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(duì)其優(yōu)化的程度直接關(guān)系到整個(gè)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(jìn)行探索，過(guò)去只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式不斷試錯(cuò)，既浪費(fèi)時(shí)間又浪費(fèi)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(kāi)發(fā)和優(yōu)化的效率。這也是雙方?jīng)Q定擴(kuò)大合作最直接的訴求點(diǎn)之一?！?/p>

此外，雙方合作還有一個(gè)更大的戰(zhàn)略意圖———組成“AI+藥物生產(chǎn)”全新研發(fā)服務(wù)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(qiáng)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(jì)劃通過(guò)合作未來(lái)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(wù)。

此外，馬健表示此次合作的另一個(gè)目的也是希望進(jìn)一步打開(kāi)國(guó)內(nèi)藥研市場(chǎng)。

近些年，迫于降低研發(fā)成本的考慮，歐美藥企通過(guò)戰(zhàn)略剝離的方式將業(yè)務(wù)更多的聚焦在最核心的藥物研發(fā)領(lǐng)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(chǎng)最大的承接方就是中國(guó)。

但是，國(guó)內(nèi)醫(yī)藥行業(yè)面臨的問(wèn)題是長(zhǎng)期對(duì)醫(yī)藥研發(fā)投入不夠，真正具有創(chuàng)新能力的藥企相對(duì)較少。馬健表示，晶泰科技更大的愿景就是利用 AI 為國(guó)內(nèi)醫(yī)藥研發(fā)行業(yè)賦能。

從 2019 年開(kāi)始，晶泰科技在國(guó)內(nèi)相繼建立了藥物晶型與合成的綜合研究實(shí)驗(yàn)室，為國(guó)內(nèi)藥企提供更完備的 AI 研發(fā)服務(wù)。

填補(bǔ)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(duì)新冠肺炎的治療作用被不是被 AI 發(fā)現(xiàn)的。

《柳葉刀》報(bào)道，瑞德西韋最早是基于醫(yī)生的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到臨床治療中。

馬健表示：“通過(guò)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(shí)，瑞德西韋作為為埃博拉病毒設(shè)計(jì)的藥物，對(duì)新冠肺炎的療效還在臨床驗(yàn)證當(dāng)中。利用人工智能等算法，還可以嘗試對(duì)這些藥物進(jìn)行改造和劑型的優(yōu)化

但是作為應(yīng)對(duì)埃博拉病毒的藥物來(lái)說(shuō)，瑞德西韋的臨床試驗(yàn)結(jié)果還不是特別明確。人工智能或許可以嘗試對(duì)這些藥物進(jìn)行化合物改造，實(shí)現(xiàn)更快速找到應(yīng)對(duì)新冠肺炎的特效藥?！?/p>

疫情爆發(fā)之后，晶泰科技也展開(kāi)了諸多動(dòng)作，在 1 月 20 日就成立了疫情研究專項(xiàng)小組，根據(jù)相似度最高的 SARS 病毒對(duì)新冠病毒進(jìn)行同源建模，從計(jì)算的維度驗(yàn)證了新冠病毒較 SARS 更強(qiáng)的人際傳播能力，并對(duì)病毒與人體結(jié)合位點(diǎn)的蛋白質(zhì)殘基進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)可能導(dǎo)致病毒傳染性、致病性增強(qiáng)的潛在突變，為開(kāi)發(fā)多肽或抗體類藥物打下基礎(chǔ)。

而關(guān)鍵的是，晶泰科技根據(jù)獲得的新冠病毒幾個(gè)關(guān)鍵蛋白三維結(jié)構(gòu)模型，利用 AI 技術(shù)對(duì)全球已上市藥物小分子及重要分子的老藥進(jìn)行篩選，共找到 183 個(gè)對(duì)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(gè)分子。

而這些舉措如果發(fā)生在 2003 年的 SARS 時(shí)期簡(jiǎn)直不敢想象?；蛟S從現(xiàn)在的視角去看非典時(shí)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(shí)期，國(guó)內(nèi)醫(yī)藥行業(yè)幾乎沒(méi)有幾款自主研發(fā)藥，基本都是以仿制藥為主，國(guó)外的新藥上市緩慢，應(yīng)對(duì)非典的藥物篩選本身就缺少選項(xiàng)?！?/p>

而藥物研發(fā)領(lǐng)域的空白其實(shí)也是人才的空白，藥物篩選極大依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)缺少核心技術(shù)人才，更無(wú)從談起深度學(xué)習(xí)等算法的加持，高效的藥物篩選難以實(shí)現(xiàn)。

而今天的醫(yī)藥行業(yè)已不可同日而語(yǔ)，這些進(jìn)步既有技術(shù)迭代原因，也有人才回流的大背景。

當(dāng)然更離不開(kāi)政策的加持，近年來(lái)，中國(guó)的藥品監(jiān)管法規(guī)出臺(tái)一系列政策與國(guó)際水平接軌，從 2015 年展開(kāi)一致性評(píng)價(jià)、到 2017 年加入 ICH，優(yōu)勝劣汰，引導(dǎo)和督促整個(gè)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(duì)于疫情的發(fā)展，學(xué)者認(rèn)為新冠病毒未來(lái)在秋季可能會(huì)再次爆發(fā)，而政府層面會(huì)長(zhǎng)期重點(diǎn)支持和關(guān)注藥物研發(fā)方向。馬健表示：“政府的支持力度會(huì)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(gè)短期之內(nèi)可以完成的事情。目前，晶泰科技已經(jīng)申報(bào)了兩個(gè)研發(fā)項(xiàng)目”

這場(chǎng)新型冠狀病毒疫情來(lái)勢(shì)洶洶，對(duì)各個(gè)行業(yè)都造成了很大的影響，不僅考驗(yàn)企業(yè)的臨場(chǎng)應(yīng)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(guān)的線下實(shí)驗(yàn)研發(fā)只能暫停，只有線上平臺(tái)計(jì)算類業(yè)務(wù)還在推進(jìn)，未來(lái)隨著線下、線上互動(dòng)的增強(qiáng)，通過(guò)平臺(tái)組織 CRO 等線下研發(fā)活動(dòng)，或?qū)⒊蔀樗幬镅邪l(fā)領(lǐng)域非常重要的優(yōu)化方向?！?/p>