AI（Artificial intelligence）制藥，即利用大數(shù)據(jù)、云計算、深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)手段輔助藥物發(fā)現(xiàn)、藥物管理、功效分析等多個環(huán)節(jié)，以達(dá)到縮短試驗周期、節(jié)省成本、提升試驗成功率等目的。

       自從1956年，AI技術(shù)首次提出，截至2022年，據(jù)Deep Pharma Intelligence統(tǒng)計，全球已有近800家AI制藥公司，獲得總投資額數(shù)十億美元。如今，這一熱潮還未褪去。

       僅在今年8月份，就有15家AI制藥公司宣布完成新一輪融資。近日，跨國藥企巨頭諾和諾德宣布與AI制藥公司Valo Health，達(dá)成一項總額超27億美元的合作協(xié)議。AI制藥轟轟烈烈，那么它能就此騰飛嗎？

       MNC加碼布局AI制藥

       9月26日，諾和諾德與Valo Health達(dá)成合作，諾和諾德將基于Valo的大型人類數(shù)據(jù)集和AI驅(qū)動的計算，發(fā)現(xiàn)和開發(fā)心臟代謝疾病的創(chuàng)新療法，這項合作總額達(dá)27億美元。

       具體來說，諾和諾德與Valo的合作將利用人類數(shù)據(jù)和遺傳學(xué)的關(guān)鍵聯(lián)合能力，以開發(fā)心臟代謝疾病的創(chuàng)新療法。Valo可進(jìn)行臨床前新型藥物靶點的識別與驗證，除了能夠針對這些靶點開發(fā)候選藥物外，還可以幫助預(yù)測化合物的安全性和有效性。諾和諾德與Valo還預(yù)計使用后者的Opal計算平臺發(fā)現(xiàn)和開發(fā)心血管疾病的三個臨床前藥物發(fā)現(xiàn)項目。

       Opal計算平臺是一種全面的、端到端的藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)工具，它倚重于高質(zhì)量、專有和差異化的數(shù)據(jù)資源以及專門的人工智能技術(shù)，旨在從頭到尾重新定義藥物開發(fā)過程。

       事實上，已有多家跨國藥企將AI制藥作為藥企戰(zhàn)略布局的重要組成部分。阿斯利康從2017年起就與AI和數(shù)據(jù)驅(qū)動公司合作。2019年，阿斯利康進(jìn)行了組織架構(gòu)調(diào)整，創(chuàng)建了數(shù)據(jù)科學(xué)和AI部門，后者是一個由數(shù)據(jù)科學(xué)家、生物信息學(xué)家、機(jī)器學(xué)習(xí)專家等組成的團(tuán)隊，旨在用數(shù)據(jù)和人工智能算法加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、藥物研發(fā)等相關(guān)研究。阿斯利康在AI制藥的輔助下，開發(fā)新藥和新靶點，提高了藥物研發(fā)成功率。

       今年9月，阿斯利康子公司Alexion與Verge Genomics達(dá)成合作。Verge Genomics是一家利用人工智能開發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)疾病療法的生物技術(shù)公司，兩者共同研發(fā)針對神經(jīng)退行性疾病與神經(jīng)肌肉疾病的新型藥物靶點。

       此外，阿斯利康還積極布局AI診斷和疾病管理，以提升在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和慢病管理等領(lǐng)域的能力。這些舉措使阿斯利康成為了AI制藥領(lǐng)域的領(lǐng)先者之一。

       同樣是在2017年，葛蘭素史克（GSK）與英矽智能（Insilico Medicine）達(dá)成合作，共同研發(fā)新的生物靶點和分子。第二年，GSK建立了一支120人的強(qiáng)大的AI/ML（機(jī)器學(xué)習(xí)）團(tuán)隊。2020年，GSK建立了專門的研究中心，利用AI發(fā)現(xiàn)治療癌癥和其他疾病的新藥。

       還是在2020年，GSK與英偉達(dá)（NVIDIA）、阿斯利康及英國國家醫(yī)療服務(wù)局（NHS）建立新合作伙伴關(guān)系，計劃建造英國最強(qiáng)大的超級計算機(jī)，并將其用于醫(yī)療保健領(lǐng)域的人工智能研究。

       2022年4月，GSK與PathAI達(dá)成合作，以推進(jìn)腫瘤學(xué)和NASH（非酒精性脂肪性肝炎）的臨床試驗和藥物開發(fā)。PathAI主要開發(fā)AI驅(qū)動的數(shù)字病理學(xué)工具來分析組織樣本，尋找特定的生物標(biāo)志物。

       2023年2月，GSK與美國生物統(tǒng)計學(xué)CRO公司Cytel達(dá)成合作，雙方將算法與云計算能力相結(jié)合，通過可視化的方式提供量化科學(xué)和商業(yè)權(quán)衡的能力。

       GSK在AI制藥領(lǐng)域的布局，強(qiáng)調(diào)了該公司在醫(yī)療保健領(lǐng)域的地位，通過創(chuàng)新技術(shù)和戰(zhàn)略合作，將為未來的藥物研發(fā)和醫(yī)療治療提供前瞻性的解決方案。

       除阿斯利康、GSK外，羅氏、輝瑞、武田、諾華、BMS、禮來、默沙東等跨國巨頭均在AI制藥領(lǐng)域有布局。

       AI與制藥能碰撞出“火花”嗎？

       目前我國也在積極探索AI在藥物發(fā)現(xiàn)方面的應(yīng)用。中國計劃到2025年成為世界人工智能的領(lǐng)導(dǎo)者。國家發(fā)展和改革委員會已將制藥行業(yè)的人工智能確定為“中國制造2025”計劃中的關(guān)鍵領(lǐng)域。

       我國目前已有初創(chuàng)AI制藥企業(yè)近80家，其中晶泰科技和英矽智能都已完成D輪融資，成為國內(nèi)AI制藥領(lǐng)域的頭牌。

       今年9月12日，英矽智能還實現(xiàn)了首 款A(yù)I藥物“出海”。英矽智能與Exelixis宣布，雙方已簽署獨(dú)家許可協(xié)議，Exelixis將從英矽智能處獲得ISM3091及其他靶向USP1（合成致死靶點去泛素化酶）化合物的全球開發(fā)和商業(yè)化權(quán)利；英矽智能將獲得8000萬美元的預(yù)付款，以及基于后續(xù)開發(fā)、商業(yè)化和銷售的里程碑付款等。

       ISM3091是一款靶向BRCA突變腫瘤的USP1的小分子抑制劑。它是在公司AI生成平臺Chemistry42賦能下發(fā)現(xiàn)的第三個臨床階段項目。

       利用AI研發(fā)，大大縮短了研發(fā)周期。ISM3091從提名到上臨床，只花了一年多時間（2022年4月——2023年7月）。

       臨床前數(shù)據(jù)表明ISM3091具有強(qiáng)大的抗腫瘤活性、良好的耐受性及理想的藥代動力學(xué)特征，出色的數(shù)據(jù)促成了英矽智能首 款A(yù)I藥物的“出海”。

       通過以上例子可以看出，AI制藥具有很好的發(fā)展前景，相較于傳統(tǒng)的藥物發(fā)現(xiàn)過程，AI賦能在臨床前發(fā)現(xiàn)階段縮短藥物研發(fā)周期。另外根據(jù)Exscientia的數(shù)據(jù)，AI制藥可平均節(jié)約藥物合成時間40~60%，降低研發(fā)成本，并提高研發(fā)成功率12%~14%。AI制藥技術(shù)目前每年可以為全球的化合物篩選和臨床試驗節(jié)省約550億美元。

       特別是，AI制藥可以有效地用于不同環(huán)節(jié)，如藥物設(shè)計、化學(xué)合成、藥物篩選和藥物再利用等，從而促進(jìn)向以數(shù)據(jù)為中心的藥物發(fā)現(xiàn)的普遍轉(zhuǎn)變。

       雖然AI制藥作用頗多，但目前尚處AI制藥研發(fā)初級階段，還有很多問題需要解決。如AI制藥面臨著監(jiān)管和倫理問題，需要建立法規(guī)約束和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)；AI藥物研發(fā)需要多學(xué)科協(xié)作，綜合型人才缺乏；AI制藥無法實現(xiàn)高質(zhì)量數(shù)據(jù)共享等?？傊?，AI制藥距離技術(shù)走向市場還有很長的距離。

       但是，未來AI技術(shù)必將深刻改變藥物研發(fā)模式。

       參考來源：

         1、Valo Health and Novo Nordisk to collaborate to discover and develop novel treatments for cardiometabolic diseases using human data and artificial intelligence. Retrieved September 25, 2023 from https://www.novonordisk.com/content/nncorp/global/en/news-and-media/news-and-ir-materials/news-details.html?id=166320#.

         2、Novo signs up for nearly a dozen cardiometabolic programs out of Valo Health. Retrieved September 25, 2023 from https://endpts.com/novo-nordisks-latest-deal-with-valo-health-aims-to-boost-its-cardiometabolic-position/.

         3、https://www.vergegenomics.com/news-blog/verge-genomics-announces-artificial-intelligence-enabled-drug-discovery-collaboration-with-alexion-for-rare-neurodegenerative-and-neuromuscular-diseases.

         4、https://marinatalamanou.substack.com/p/gsk-and-ai-drug-discovery.