醫(yī)藥行業(yè)有三高，高投入、高風險、高回報；事實上多數(shù)人認為只有兩高，新藥臨床失敗率極高，故而導致高回報基本為“假”。近年來新藥研發(fā)成功率逐年下降，據(jù)悉，當前新藥研發(fā)臨床失敗率高達92%，并且一款新藥研發(fā)平均投入資金更是達到26億美元，2018年FDA僅批準了59個新藥上市。由此可見，醫(yī)藥行業(yè)為典型的高投入、高風險行業(yè)。這樣的行業(yè)對于技術革新的強烈訴求應運而生。
“2019中國醫(yī)藥健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會暨第四屆中國醫(yī)藥研發(fā)?創(chuàng)新峰會”（PDI大會）上晶泰科技（Xtalpi）聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO馬健博士作了《人工智能在藥物研發(fā)中的應用》的報告，全方位剖析AI技術與新藥研發(fā)融合，助力新藥研發(fā)的高效能發(fā)展。
近年來多元化的人工智能技術已融入到新藥研發(fā)的各個環(huán)節(jié)，從靶點的發(fā)現(xiàn)、靶點的確認、先導化合物的設計、臨床的研究，甚至是臨床研究后期偏重于計算的，如新藥設計傳統(tǒng)的計算化學結合人工智能新的算法，以及偏生物信息的早期靶點挖掘和推薦等等。
不完全統(tǒng)計，目前全球范圍內(nèi)AI技術公司有125家，中國近兩年才開始擁有AI技術公司，且不超過10家企業(yè)。前沿高科技技術一直是時代的寵兒，引領社會及行業(yè)的發(fā)展。具有發(fā)展眼光的投資者自然不會放過任何一個潛力股，據(jù)悉，預計到2024年，每年全球在AI大健康領域的投入將超100億美元，且每年在AI藥物發(fā)展領域的投入也將超40億美元。
抓住機遇，晶泰科技順勢而生
“網(wǎng)絡搜索晶泰科技，可能大家認為晶泰科技僅僅是做晶型預測的一家公司，從藥物研發(fā)流程來講研究面確實比較窄，其實晶泰科技不僅是做晶型預測，還做空間排列的晶體結構，和化合物的物質結構等。”馬健博士說道，“晶泰科技的核心技術基于量子化學和物理學，運用人工智能和機器學習算法，進行大規(guī)模高性能的云計算，對藥物晶型進行預測計算理論分析并結合實驗對其進行篩選、工藝放大，貫穿藥物研發(fā)的整個生命過程。目前為止晶泰科技是全球范圍內(nèi)晶型研發(fā)方面最完備的公司。”
晶泰科技于2014年創(chuàng)立于麻省理工學院校園，創(chuàng)業(yè)團隊是一群學習物理化學的人才，2015年獲第一單業(yè)務，與羅氏（上海）合作；經(jīng)過兩年多的研發(fā)，2016年通過全球范圍內(nèi)的評估，晶泰科技獲“創(chuàng)富中國”總決賽第一名，包攬專項獎；隨后輝瑞成為最重要的客戶。截止目前憑借團隊的技術優(yōu)勢與項目廣闊的市場空間，晶泰科技在美國、歐洲日本和中國共計擁有44家客戶，并已獲得騰訊、真格基金、峰瑞資本數(shù)千萬元的A輪投資，以及來自國壽大健康基金、紅杉資本中國基金、Google、騰訊、SIG（海納亞洲）、雅億資本的數(shù)千萬美金B(yǎng)輪融資，成為全球AI+制藥領域獲得融資的創(chuàng)業(yè)公司之一。
藥物晶型研究新模式：計算+實驗
藥物的晶型具有非常多的價值。藥物晶型研究可能是一個不被看中的環(huán)節(jié)，但對于完整藥物研發(fā)過程來看，我們關注的是最后患者的藥效，晶型是藥物化合物的載體和固體形態(tài)，對藥物的藥效扮演了關鍵的角色；在藥物研發(fā)中，中國創(chuàng)新藥管線愈發(fā)豐富，尤其是4+7帶量采購之后，仿制藥工作逐漸向創(chuàng)新藥看齊，晶型研究對于新藥研發(fā)是非常標準、常規(guī)的工作，一定要進行完備的研究篩選，進而才能保證藥物的質量與療效，提高研發(fā)效率，減少生產(chǎn)成本，并延長藥品生命線，加速藥品上市。
藥物的晶型從界定層面上講是最容易識別的，因為晶型是物理性質，物質結構，不像復雜的工藝流程可以調(diào)節(jié)，晶型是一個固定形態(tài)，唯一不可變。物理性質和物質結構對于創(chuàng)新藥研發(fā)至關重要，換句話說，晶型的研究在創(chuàng)新藥研發(fā)過程中是一個非常關鍵的環(huán)節(jié)。
這里問題就非常突出了，如果藥物的設計中還有理性設計成分在里邊，晶型就是其中之一。全新藥物晶型研究像一門手藝，像炒菜一樣跟個人經(jīng)驗綁定很深。藥物晶型研究比藥物設計更加傳統(tǒng)更加偏工業(yè)，它的矛盾存在于研發(fā)過程中的時間和質量。例如，三個月的時間能不能得出化合物最穩(wěn)定的晶體結構，保證制劑到臨床1期、臨床2期藥物不會發(fā)生轉晶，保證沒有風險，能不能從物理上給一個完備的評估？三個月時間，將近30個臨床體系計算，大部分實驗和預測的結果吻合一致，占比約70%；另外30%左右還需要進一步的研究。這里看出平衡時間和質量關鍵上預測是非常重要的。
過去的幾年把實驗和計算，理論和實驗結合在一起，有效地提高藥物晶型研究整個過程的研究質量和效率。眾所周知，藥物研究早期階段，一是原料藥少；二是處于盲目篩選階段，缺少針對性；三是短期難以確定藥物的相對穩(wěn)定性，難以確定微觀結構，無法申報；四是進一步表征分析的樣品量不足，如何解決實驗痛點？這就體現(xiàn)了計算的優(yōu)勢，不消耗實際原料和樣品，短時間內(nèi)大規(guī)模并行全面理論篩選，準確獲得微觀結構，從理論層面解釋實現(xiàn)現(xiàn)象，從而提高決策質量，縮短決策周期，降低決策風險。
國內(nèi)某新藥研發(fā)企業(yè)，希望在2個月內(nèi)明確藥用晶型，控制晶型風險。項目時間緊，要求高，傳統(tǒng)實驗已經(jīng)不能滿足客戶需求。晶泰通過實驗+計算的新模式，新一代晶型預測平臺很好的解決了客戶問題，加速藥用晶型決策。
人工智能+高清度計算的藥物設計
人工智能和高清度計算的藥物設計，能不能做出新藥來？實際上多數(shù)AI藥物研發(fā)公司集中在早期藥物設計，尤其是先導化合物的識別和先導化合物的優(yōu)化，幫助藥物化學家更快的確定并優(yōu)化一個臨床前的化合物。AI的算法應用到藥物分子結構的設計，邏輯上很直接，分子結構畫出來是2D的圖，大家可以拿到很多化合物，逐一識別各個位點跟蛋白，將其進行計算和結合，這是其中一個路徑。
第二，AI和藥物研發(fā)的關系上來講更多的處在早期合作階段，目前除了晶型方面是標準化服務之外，沒有一家企業(yè)變成一個完整的正式服務，早期藥物設計階段都是摸索和探索。晶泰科技基于量子化學基礎，結合計算機運用軟件，對藥物晶型進行預測，幫助藥企進行藥物設計。另外是AI的算法，在晶泰科技內(nèi)部項目上最關鍵的一個表現(xiàn)是相當于一下晶泰科技多了20和30個藥物化學家，設計一些結構或者做一些改造，快速產(chǎn)生合理的甚至有效的分子結構的引擎，充分的提供了補充。
如果說太多的AI，可能會有點過分夸大成分，有很多的泡沫存在，目前從科學發(fā)展角度來講，AI技術還在逐漸改良中，而且必須在這個過程中去盡量找數(shù)據(jù)多的地方，找數(shù)據(jù)標準化容易獲得的地方。純粹實驗合成不行，要從定制合成，要從中間的計算結果出發(fā)把這個環(huán)節(jié)銜接起來，逐步使得它能夠不被取代。相信人工智能藥物研發(fā)，將助推更多的藥物設計分子結構的產(chǎn)生，并作為用戶友好的工具，促發(fā)藥物新引擎，幫助和提升藥物研究開發(fā)工作，使得三高當中最后一個高，高回報能夠快速的得到實現(xiàn)。
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