AI在新藥發(fā)現(xiàn)上又取得新進(jìn)展。

8月4日，英矽智能（Insilico Medicine）宣布，利用其自主研發(fā)的人工智能藥物發(fā)現(xiàn)平臺，獲得了針對腎纖維化的全新臨床前候選化合物。該臨床前候選化合物在藥理和藥代動(dòng)力學(xué)方面表現(xiàn)良好，在體外和體內(nèi)臨床前研究中均顯示出具有前景的結(jié)果。英矽智能正在積極將該項(xiàng)目推進(jìn)到臨床試驗(yàn)階段。

短短兩年時(shí)間里，英矽智能成為了中國首家突破靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)并擁有兩個(gè)PCC的AI制藥公司。

事實(shí)上，在2月份利用AI發(fā)現(xiàn)特發(fā)性肺纖維化（IPF）全新靶點(diǎn)和PCC后，英矽智能便以高達(dá)2．55億美元的C輪融資震動(dòng)醫(yī)藥界，成為了AI制藥賽道的“明星”。而截至目前，其已完成總?cè)谫Y額超3億美元的數(shù)輪融資。

英矽智能由Alex Zhavoronkov于2014年在美國羅克維爾約翰霍普金斯大學(xué)新興科技中心成立。彼時(shí)，深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)在生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GANs）和圖像識別上超越人類，不少人開始利用這一技術(shù)在化學(xué)分子生成方面進(jìn)行探索。而英矽智能便是首家基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)（RL）技術(shù)，由AI驅(qū)動(dòng)的端到端創(chuàng)新藥物研發(fā)公司。

目前，英矽智能將業(yè)務(wù)布局定格在傳統(tǒng)新藥研發(fā)的三大痛點(diǎn)——早期靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、新分子化合物生成和臨床試驗(yàn)結(jié)果預(yù)測，并自主研發(fā)了Pharma．AI軟件。該軟件包含三大AI平臺，為PandaOmics、 Chemistry42和InClinico，分別對應(yīng)上述三大痛點(diǎn)，IPF全新靶點(diǎn)和兩個(gè)PCC就是通過PandaOmics和Chemistry42所發(fā)現(xiàn)。

近期，億歐大健康專訪了英矽智能首席科學(xué)官任峰。任峰于今年2月份加入英矽智能，在此之前，他于2007年在美國哈佛大學(xué)化學(xué)系博士畢業(yè)，具有十余年跨國藥企（GSK）小分子創(chuàng)新藥物研發(fā)經(jīng)歷和CRO工作經(jīng)歷。通過此次專訪，任峰向我們?nèi)�面介紹了英矽智能率先發(fā)現(xiàn)PCC背后的科學(xué)探索，商業(yè)模式的選擇以及他對AI制藥未來的期待。

七年打造三大AI技術(shù)平臺，滲透從靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)到臨床研究

2021年2月，首例完全由AI驅(qū)動(dòng)發(fā)現(xiàn)的IPF新靶點(diǎn)以及針對該靶點(diǎn)設(shè)計(jì)的PCC的發(fā)現(xiàn)，讓成立已有七年的英矽智能邁出了“萬里長征第一步”，并且僅歷時(shí)18個(gè)月耗資260萬美元。任峰在接受億歐大健康專訪時(shí)指出，如果用傳統(tǒng)方法，這一過程將大約需要四年半的時(shí)間，耗費(fèi)幾千萬到上億美金不等。

半年后，基于特發(fā)性肺纖維化項(xiàng)目的成功，英矽智能再次實(shí)現(xiàn)了新突破——獲得了針對腎纖維化的全新臨床前候選化合物。

兩次新突破都得益于英矽智能自主研發(fā)的Pharma．AI軟件。其核心技術(shù)在于通過開發(fā)一系列生成對抗網(wǎng)絡(luò)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)來識別蛋白質(zhì)靶點(diǎn)，從而生成具有特定屬性的分子結(jié)構(gòu)并合成數(shù)據(jù)。而通過該軟件，英矽智能正試圖滲透從靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)到臨床預(yù)測的每一個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。在英矽智能創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Alex Zhavoronkov看來，這正是英矽智能的絕對優(yōu)勢。

具體而言，Pharma．AI軟件包含三大AI平臺，分別是PandaOmics、 Chemistry42和InClinico，依次針對早期靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、新分子化合物生成和臨床試驗(yàn)預(yù)測。其中，PandaOmics減少了多組學(xué)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)和深度生物學(xué)分析引擎所需的時(shí)間，將原來的幾個(gè)月顯著減少到只需點(diǎn)擊幾下。而Chemistry42則可以在一周內(nèi)發(fā)現(xiàn)全新的先導(dǎo)化合物類似分子。

據(jù)悉，上述平臺包括數(shù)百個(gè)模塊，如生成式對抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GAN）、自然語言處理（NLP）引擎和統(tǒng)計(jì)組件——所有模塊均可協(xié)同工作。任峰表示，英矽智能花了近7年的時(shí)間構(gòu)建數(shù)百個(gè)AI模型（每個(gè)模型負(fù)責(zé)一項(xiàng)特定任務(wù)），最終集成了一個(gè)系統(tǒng)。

2019年，利用該軟件系統(tǒng)，英矽智能從始至終創(chuàng)造出全新的分子僅用了21天，花費(fèi)僅約15萬美元，效率大大提高。

2021年，基于生成式對抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）的綜合藥物發(fā)現(xiàn)平臺，英矽智能在特發(fā)性肺纖維化項(xiàng)目成功后，又利用PandaOmics展開了針對腎纖維化的靶點(diǎn)研究，并利用Chemistry42生成了具有藥物性質(zhì)的全新化合物。當(dāng)下，前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果已表明該化合物可顯著抑制腎纖維化的發(fā)展，并調(diào)節(jié)肌成纖維細(xì)胞的激活，這是組織修復(fù)和傷口愈合的關(guān)鍵。

任峰表示，相較于傳統(tǒng)的小分子化合物的生成和優(yōu)化主要依賴藥物化學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)，如藥物化學(xué)家一般要經(jīng)歷10輪以上的優(yōu)化和設(shè)計(jì)，每一輪至少要花費(fèi)1到2個(gè)月，AI則可以在五六輪之后就完成這一工作，大大縮短時(shí)間。

盡管成果疊出，但任峰也坦言AI并非萬能。他認(rèn)為，雖然AI可以設(shè)計(jì)出很好的化合物，有很多應(yīng)用，但它只是一個(gè)工具，不能代替人類做決定。并且化合物設(shè)計(jì)出來后仍需要進(jìn)行傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。再者，相較于人類，AI缺少了靈光一閃的智慧。

除此之外，靶點(diǎn)驗(yàn)證也是個(gè)大難題。目前，AI發(fā)現(xiàn)的新靶點(diǎn)在全球范圍內(nèi)尚無新藥獲批。任峰坦言，現(xiàn)階段AI賦能新藥研發(fā)，只是在某些環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)了一定的突破，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。“整個(gè)行業(yè)的發(fā)展都處在起步階段，目前，AI做出來的小分子化合物或者大分子只有少數(shù)幾個(gè)進(jìn)入臨床�！�

據(jù)悉，英矽智能已計(jì)劃在2022年完成針對腎纖維化新藥臨床試驗(yàn)申請的研究。同樣，針對IPF的新藥亦在進(jìn)行IND申報(bào)實(shí)驗(yàn)，預(yù)計(jì)于2022年初進(jìn)行臨床研究。

合作＋自建研發(fā)管線，突破行業(yè)難題

不過，當(dāng)AI在制藥領(lǐng)域陸續(xù)出現(xiàn)新進(jìn)展并被寄予厚望時(shí)，“數(shù)據(jù)問題”仍是AI制藥企業(yè)繞不過的一道坎。

在近日一場AI新藥峰會上，數(shù)據(jù)的收集和質(zhì)量問題，便是在場諸多嘉賓熱議的話題。“garbage in， garbage out�！边@是在計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息通信技術(shù)領(lǐng)域流傳甚廣的一句話，意思是質(zhì)量不好的數(shù)據(jù)無法通過降噪等處理手段得到良性且正確的結(jié)果。目前AI制藥公司的數(shù)據(jù)大多來自于公開數(shù)據(jù)庫，質(zhì)量參差不齊。而好的數(shù)據(jù)則多掌握在各大藥企手中，難被共享。

任峰透露，數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)是一個(gè)問題，對于AI而言，數(shù)據(jù)量越大，準(zhǔn)確度越高，但現(xiàn)在問題不在于數(shù)據(jù)量不夠，而是數(shù)據(jù)質(zhì)量的問題。自2014年成立之日起，英矽智能就有一個(gè)20多人的團(tuán)隊(duì)專門在處理和過濾獲取到的數(shù)據(jù)。

截至目前，英矽智能每三個(gè)月更新一次模型，每九個(gè)月更新一次AI Pharma Pipeline，其已與150多個(gè)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和公司合作，從中獲得訓(xùn)練數(shù)據(jù)。而通過不斷的合作，英矽智能最終的目標(biāo)則是成為一家AI驅(qū)動(dòng)的新藥公司。

“一方面，幫助藥企推進(jìn)新藥研發(fā)進(jìn)程，提高對我們的認(rèn)可度，另一方面，利用外部資源幫助英矽智能不斷優(yōu)化和證明我們的算法，這是一個(gè)相互促進(jìn)的過程�！比畏迦绱苏f道。

當(dāng)前，靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和小分子化合物生成已經(jīng)是AI應(yīng)用在新藥研發(fā)中較多的場景。而基于此，PandaOmics、 Chemistry42也是當(dāng)前英矽智能推進(jìn)較快的兩大平臺，并已進(jìn)入商業(yè)化階段。

據(jù)英矽智能介紹，PandaOmics靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)AI系統(tǒng)可作為軟件服務(wù)提供，Chemistry42小分子生成化學(xué)平臺已于2020年9月開始在藥企用戶現(xiàn)場安裝和部署。迄今為止，不少制藥巨頭已經(jīng)采用Chemistry42分子生成和設(shè)計(jì)平臺，PandaOmics也服務(wù)于多個(gè)著名學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和制藥公司的藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)部門。

任峰透露，英矽智能目前的對外合作主要有三種模式：一是項(xiàng)目上的合作；二是授權(quán)藥企使用其軟件的模式；三是在內(nèi)部自研項(xiàng)目進(jìn)展到一定階段后license－out。當(dāng)下，軟件授權(quán)業(yè)務(wù)是英矽智能的主要商業(yè)化路徑。不過任峰表示，從近兩年開始，已經(jīng)看到新的發(fā)展苗頭——項(xiàng)目合作的比重正在逐步增高。

近期，英矽智能在項(xiàng)目合作上便頻頻出手，先后與勁方醫(yī)藥和西湖制藥達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議。以英矽智能與勁方醫(yī)藥的合作為例，雙方將在腫瘤、免疫類疾病領(lǐng)域聚焦高度未滿足醫(yī)療需求，共同針對新靶點(diǎn)、難成藥靶點(diǎn)推進(jìn)并加速創(chuàng)新藥物的研發(fā)。

這樣不斷的合作將幫助英矽智能在市場競爭格局持續(xù)站穩(wěn)腳跟。但市場不斷涌入新玩家，技術(shù)迭代加快，英矽智能也不敢掉以輕心�！艾F(xiàn)我們平臺還比較先進(jìn)，但如果不持續(xù)優(yōu)化，可能三五年后格局就將改寫�！比畏逭f。

目前，英矽智能整合了兩種商業(yè)模式——通過自主研發(fā)的Pharma．AI平臺提供人工智能驅(qū)動(dòng)的藥物發(fā)現(xiàn)服務(wù)和軟件，并自主開發(fā)臨床前和臨床項(xiàng)目。

其中，臨床前項(xiàng)目通過自有平臺尋找新的藥物靶點(diǎn)和新分子來實(shí)現(xiàn)，目前其建立起的自研新藥管線主要以新機(jī)制特發(fā)性肺纖維化項(xiàng)目為代表，覆蓋癌癥免疫、纖維化和神經(jīng)系統(tǒng)領(lǐng)域等疾病。

近些年，AI制藥行業(yè)經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，已經(jīng)邁進(jìn)了新階段。在任峰看來，隨著算力的積累和算法愈發(fā)成熟， AI制藥迎來了一個(gè)蓬勃發(fā)展的時(shí)期，陸續(xù)有成功案例出現(xiàn)，同時(shí)藥企對其認(rèn)可度也在提升。

而展望未來，“我認(rèn)為五年之內(nèi)，應(yīng)該就會有AI輔助研發(fā)的新藥能得到批準(zhǔn)進(jìn)入市場。屆時(shí)還會再掀起新一波的AI制藥熱潮�！比畏逭f道。

本文來源于億歐，原創(chuàng)文章，作者：林怡齡。轉(zhuǎn)載或合作請點(diǎn)擊轉(zhuǎn)載說明，違規(guī)轉(zhuǎn)載法律必究。