編者按

AI制藥已成為不可阻擋的洪流，上海正憑借得天獨厚的綜合性優(yōu)勢，不斷提升創(chuàng)新策源能力和產(chǎn)業(yè)影響力，開辟“硅谷+藥谷”模式。根據(jù)上海市人工智能行業(yè)協(xié)會提供的數(shù)據(jù)，目前上海企業(yè)推進的AI制藥項目占全國比重超過50%。同時，全球最大的變構(gòu)數(shù)據(jù)中心、最強的蛋白小分子結(jié)合預(yù)測模型、全球首款由AI研發(fā)并完成二期臨床給藥的候選化合物……這些一流成果都在上海集聚。

事實上，不光是AI制藥，上海正努力把握新科技革命浪潮，加快推動科技跨越發(fā)展、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級、生產(chǎn)力整體躍升，并且有更多底氣挑戰(zhàn)高科技領(lǐng)域的“奇點”，為實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展注入澎湃動力。

【資料圖】

推動芯片以幾何級數(shù)迭代、造就風起云涌數(shù)字革命的“摩爾定律”，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域卻衍生出一個截然相反的鏡像，即所謂“反摩爾定律”——成本越來越高、風險越來越大、創(chuàng)新速度越來越慢。但好消息是，如今，在人工智能（AI）對藥物研發(fā)奇跡般的賦能下，醫(yī)藥行業(yè)看到了擺脫“反摩爾定律”束縛的希望。

令人贊嘆的智能魔法

通過ChatGPT等生成式AI模型，普羅大眾一同見證了AI在生成文字、圖片、視頻方面的能力。而在藥物研發(fā)領(lǐng)域，AI憑借硬核的技術(shù)實力，也已拿出了令人信服的表現(xiàn)。在發(fā)現(xiàn)潛在的治療靶點、創(chuàng)造新的藥物活性分子方面，AI的能力令人贊嘆。

上海宇道生物技術(shù)有限公司就是AI制藥領(lǐng)域的代表性企業(yè)。談到AI，公司聯(lián)合創(chuàng)始人、董事長兼總經(jīng)理沈倩誠半開玩笑地說，在破解蛋白質(zhì)的奧秘時，“硅基生命（機器智能）可能真的勝過碳基生命”。

宇道生物正借助AI為蛋白質(zhì)“拍視頻”，仔細觀察它的動態(tài)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)隱蔽的功能位點，進而以那些難成藥靶點為突破口，研發(fā)出變構(gòu)藥物。實際上，傳統(tǒng)的實驗技術(shù)如X-晶體衍射，也可以記錄蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，但只能生成靜態(tài)“照片”。由于蛋白質(zhì)在不停運動，光憑“照片”難以發(fā)現(xiàn)其復(fù)雜構(gòu)象的變構(gòu)位點。宇道生物獨辟蹊徑，研發(fā)了智能變構(gòu)平臺，通過將歷經(jīng)10年構(gòu)建起來的核心變構(gòu)數(shù)據(jù)“喂”給AI，借助AI強大的推導(dǎo)和歸納能力，穿透龐雜的原子網(wǎng)絡(luò)，直擊分子結(jié)構(gòu)，生成蛋白質(zhì)的“運動視頻”。與傳統(tǒng)的海量分子篩選實驗相比，這種方法的效率提升了上百倍。

除了發(fā)現(xiàn)靶點，藥物研發(fā)非常重要的一環(huán)是評價化合物分子與蛋白質(zhì)的結(jié)合能力。在該領(lǐng)域，同時在京滬布局的星藥科技研發(fā)了全球首個能同時預(yù)測蛋白—配體復(fù)合物構(gòu)象與親和力的算法模型。公司創(chuàng)始人兼CEO李成濤說，較之傳統(tǒng)方法，星藥算法的速度提升了數(shù)千倍，“幾乎在一瞬間，AI就發(fā)現(xiàn)了分子層面的作用規(guī)律”。

AI破解分子的奧妙并不是要炫技，最終目標是做藥。上海市人工智能行業(yè)協(xié)會秘書長鐘俊浩告訴記者，AI的強項是挖掘那些常被醫(yī)藥專家忽略的隱蔽線索，在藥物、基因、疾病間構(gòu)建起深層次關(guān)聯(lián)。這種能力，一方面將新藥的篩選從物理世界移到“賽博空間”，另一方面，更可以通過挖掘海量知識，找到新靶點、設(shè)計新分子，這相當于讓新藥創(chuàng)制從“大海撈針”變成“按圖索驥”。

以輝瑞研發(fā)的新冠特效藥Paxlovid（奈瑪特韋片/利托那韋片組合）為例，這個明星藥物的及時上市，背后就有上海AI藥企晶泰科技的助力。

利用自研的AI算法，晶泰科技幫助輝瑞預(yù)測了多種化合物以及潛在固體形態(tài)結(jié)構(gòu)，最終將該環(huán)節(jié)的耗時從半年以上縮短到6個星期。

10年打開一扇“大門”

肯定有不少人聽說過描述新藥研發(fā)難度的所謂“雙十宿命”：一款新藥，如今的研發(fā)周期已經(jīng)長達10年，研發(fā)投入高達10億美元。但實際上，過去10年，“反摩爾定律”讓藥物創(chuàng)新的腳步更加蹣跚。統(tǒng)計顯示，2010至2019年，全球排名前12位的制藥公司平均投資回報率下降80%，新藥研發(fā)成本逼近30億美元。

這種局面倒逼藥企探索新的研發(fā)模式，而與此同時，深度學習技術(shù)的快速進步，讓AI有機會在制藥領(lǐng)域落地。兩種效應(yīng)的疊加，使得AI制藥迅速從少數(shù)公司的前沿探索變成大量藥企的戰(zhàn)略方向。

鐘俊浩告訴記者，發(fā)達國家探索用AI輔助制藥，始于2010年前后，2015年起全面興起。我國則在2012年左右，由上海部分高校院所將深度學習用于分子生成、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測等，同時，恒瑞、齊魯、先聲等大型藥企陸續(xù)在滬設(shè)立分子信息部門。2020年，Schr?dinger、Relay等海外AI藥企先后在納斯達克實現(xiàn)IPO，迅速點燃了國內(nèi)資本的投資熱情，從而推動一批本土AI制藥的創(chuàng)業(yè)公司脫穎而出，宇道生物、星藥科技等就是其中代表，他們都在2020年拿到Pre-A或A輪融資，并在隨后一兩年完成多輪后續(xù)融資。而作為最早入局的AI藥企之一，晶泰科技則在當年9月完成超過3億美元的C輪融資，刷新了全球AI制藥融資紀錄。

除了成本倒逼、技術(shù)進步、資本驅(qū)動外，AI制藥在我國的發(fā)展還與國家對生物醫(yī)藥創(chuàng)新的重視同頻共振。與多家新藥研發(fā)機構(gòu)合作的AI頭部公司商湯科技副總裁張少霆表示，近年來，國家越來越將生物醫(yī)藥作為非常重要的創(chuàng)新方向，同時通過醫(yī)保集采，壓低仿制藥的利潤空間，這一系列組合拳，倒逼國內(nèi)藥企將經(jīng)營戰(zhàn)略從跟隨轉(zhuǎn)向創(chuàng)新。假如要在當下做創(chuàng)新藥，那AI輔助就要被納入考量。

在上海，短短幾年，許多原創(chuàng)的AI制藥項目已讓人看到了突破的希望。李成濤說，憑借他們的最新算法，原本4至7年的臨床前研發(fā)可望被縮短到1至2年。同樣扎根上海的AI制藥“獨角獸”英矽智能則在2022年開發(fā)了9個臨床前候選藥物，相比之下，頭部藥企每年通常只能提名4到5個候選藥物。這些進展都印證了上海市生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)促進中心副主任唐軍的判斷——AI正在為制藥“重新打開一扇大門”。

作者：張懿

編輯：范菁

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