篩藥之外,AI制藥的洪流將涌向何方?

人工智能(AI)似乎一直在挑戰(zhàn)人類。以圍棋這項(xiàng)“天才的游戲”為例,2016年,AlphaGo擊敗世界圍棋冠軍,一戰(zhàn)成名;此后AI棋手們?cè)诙鄨?chǎng)比賽里“殺遍”人類高手。


如今,AI浪潮席卷全球,滲入軟件、游戲、廣告、教育、藝術(shù)等各類領(lǐng)域。

然而在制藥領(lǐng)域,或者說(shuō)傳統(tǒng)制藥過(guò)程中,AI卻一度被認(rèn)為是“無(wú)用的工具”。

直至AlphaFold2被推出,這款A(yù)I程序在“蛋白質(zhì)折疊問(wèn)題”上取得突破性成果,之后甚至預(yù)測(cè)出2億多個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),幾乎覆蓋整個(gè)“蛋白質(zhì)宇宙”……“AI制藥”重新得到審視。

日前,英矽智能正式向港交所遞交IPO申請(qǐng),將沖刺“亞太AI制藥第一股”;全球首款完全由AI設(shè)計(jì)和研制的藥物「INS018_055」開(kāi)始首批人體試驗(yàn);AI制藥公司Recursion收獲英偉達(dá)5000萬(wàn)美元投資……

佳音頻傳,AI制藥是否已迎來(lái)曙光?

提速25倍,
“用復(fù)雜解決復(fù)雜”?

INS018_055誕生于英矽智能自主研發(fā)的生成式人工智能平臺(tái)Pharma.AI,這是一個(gè)具有發(fā)現(xiàn)新靶點(diǎn)、生成候選藥物,預(yù)測(cè)候選藥物臨床成功可能性等功能的平臺(tái)。英矽智能在其招股書(shū)里寫道,正常情況下一款藥物從項(xiàng)目啟動(dòng)到籌備臨床需要4.5年的時(shí)間,而使用Pharma.AI研發(fā)平臺(tái),一般只需要12個(gè)月。

的確,AI技術(shù)對(duì)藥物研發(fā)最大的作用之一就是提高研發(fā)速度,主要體現(xiàn)在藥物篩選過(guò)程。

相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示,將2018年~2022年2月分為四個(gè)時(shí)間段,利用AI技術(shù)研發(fā)藥物,研發(fā)速度由2018~2020年間的每月0.08個(gè)提高到了2021.9~2021.10月期間的每月2個(gè),研發(fā)速度提高了25倍。

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圖片來(lái)源:參考資料1

AI對(duì)藥物研發(fā)過(guò)程的幫助毋庸置疑。

然而,有人卻對(duì)此提出另一種看法:用AI篩選藥物是在“用復(fù)雜解決復(fù)雜”。AI需要收集大量高質(zhì)量數(shù)據(jù),基于這些可靠數(shù)據(jù)才能進(jìn)行藥物篩選,工作量大、成本也不低。

這不免讓人發(fā)出疑問(wèn):用AI進(jìn)行藥物篩選究竟是否值得?

藥智數(shù)據(jù)采訪了蘇州大學(xué)蘇州醫(yī)學(xué)院生物統(tǒng)計(jì)系湯在祥教授,他表示:“AI基于高性能算法和算力,可以用于分析大規(guī)模數(shù)據(jù),例如基因組,蛋白質(zhì)組或者代謝物數(shù)據(jù),以確定潛在的有更高成功概率的藥物靶點(diǎn),在化合物篩選和優(yōu)化,預(yù)測(cè)化學(xué)結(jié)構(gòu)變化如何影響化合物的功能等方面發(fā)揮重要作用。將AI應(yīng)用于藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程有助于降低開(kāi)發(fā)成本、加速新藥研發(fā)、同時(shí)也有望提高成功率

但是,AI輔助藥物設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是高質(zhì)量的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)自身的更新迭代,可靠的模型和算力,如果沒(méi)有可靠的數(shù)據(jù)和模型,AI輔助藥物研發(fā)將會(huì)受限?!?/span>

AI制藥,
還是AI篩藥?

實(shí)驗(yàn)室到臨床的階段,被稱為藥物的“死亡之谷”。目前全球已有700多家AI制藥企業(yè),然而成功進(jìn)入臨床的在研管線僅不到百條。

這不到百條管線中,還有折戟者。

2022年,Exscientia公司停止開(kāi)發(fā)全球首個(gè)AI設(shè)計(jì)進(jìn)入臨床試驗(yàn)的藥物后,Benevolent AI也宣布,其用于治療特應(yīng)性皮炎的候選藥物在二期臨床試驗(yàn)中未能達(dá)到次要療效終點(diǎn)……

不過(guò),在制藥領(lǐng)域,失敗是常態(tài),AI制藥自然不會(huì)幸免。

與此同時(shí),AI制藥的另一個(gè)問(wèn)題也被凸顯:在藥物臨床階段,AI幾乎毫無(wú)用武之地。
據(jù)禮來(lái)研究院的一篇論文統(tǒng)計(jì)顯示,一款新藥的研發(fā)成本需要8.7億美元,臨床前的研發(fā)成本占整體藥物研發(fā)成本的30%左右,而臨床試驗(yàn)的成本更高、也更加燒錢。

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由此看來(lái),AI并未真正解決藥物研發(fā)的痛點(diǎn)。但也有人期望,AI能夠在藥物臨床階段發(fā)揮作用。

對(duì)此,湯教授認(rèn)為:“目前,在臨床階段,AI的參與主要在患者招募和數(shù)據(jù)分析方面。如果能夠預(yù)先獲得潛在受試者數(shù)據(jù),通過(guò)AI的匹配,或許能夠發(fā)現(xiàn)哪些患者最可能從臨床研究中受益,從而更有效地開(kāi)展臨床試驗(yàn),使得患者獲益,也加速患者入組效率,提高整個(gè)臨床研究的進(jìn)程。

在數(shù)據(jù)采集階段,AI能夠發(fā)揮高效性,迅速研判數(shù)據(jù),協(xié)助甚至取代傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理,產(chǎn)生高質(zhì)量的臨床數(shù)據(jù)。

至于有業(yè)內(nèi)研發(fā)者提問(wèn):‘AI在臨床階段如何發(fā)揮更大的作用,甚至使得藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程基于模型和模擬,而跳過(guò)人體臨床研究的冗長(zhǎng)流程’,這還需要不同領(lǐng)域?qū)<?,包括監(jiān)管層面發(fā)揮想象力。”

小結(jié)

在制藥領(lǐng)域,AI是一項(xiàng)工具,如何將其作用最大化從而實(shí)現(xiàn)降本增效,是目前AI制藥可探尋的。同樣,不必對(duì)AI避之不及,畢竟無(wú)論AI制藥發(fā)展如何,對(duì)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家的需求都不會(huì)消除。

參考資料:
1.《AI制藥,9圖全解》,張自然博士,2023-06-07
2.《How to improve R&D productivity: the pharmaceutical industry's grand challenge》,https://www.nature.com/articles/nrd3078#ethics ,2010-02-19

來(lái)源:藥智數(shù)據(jù) ,作者姚姚樂(lè)

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