投資界（ID：pedaily2012）消息，AI藥物開發(fā)企業(yè)Insilico Medicine近日宣布，其在全球首次利用人工智能發(fā)現(xiàn)新機(jī)制特發(fā)性肺纖維化(IPF)這一非常難治疾病的藥物，這項(xiàng)新的研究成果在全球范圍內(nèi)是標(biāo)志性的里程碑事件。

值得注意的是，從疾病假設(shè)到臨床前候選藥物，Insilico的AI制藥只用了18個(gè)月，花費(fèi)約為200萬美元的經(jīng)費(fèi)，研發(fā)成本相當(dāng)于類似項(xiàng)目的十分之一。與傳統(tǒng)藥物研發(fā)流程相比，速度與成本都不在一個(gè)量級(jí)。

眾所周知，研發(fā)一種新藥推向市場是一個(gè)復(fù)雜且消耗資源的過程，制藥公司平均需要花費(fèi)26億美元，以及長達(dá)10年的研發(fā)時(shí)間，且失敗率達(dá)90%以上。市場上很少有真正創(chuàng)新的藥物。Insilico Medicine正是專注于發(fā)展將前沿AI技術(shù)與新藥研發(fā)相結(jié)合的創(chuàng)新能力，將AI賦能藥物研發(fā)，既能夠縮短藥物研發(fā)的時(shí)間，又能夠大大降低成本。

AI，改寫藥物發(fā)現(xiàn)歷史

新藥研發(fā)是人類發(fā)展中最復(fù)雜、最具風(fēng)險(xiǎn)和耗時(shí)最漫長的技術(shù)研究領(lǐng)域之一。2020年，F(xiàn)DA共批準(zhǔn)53款新藥上市，其中35種是小分子藥物，這是史上新藥獲批數(shù)量最高的一年，而且這些藥物中的許多都是針對(duì)已知分子靶點(diǎn)，但發(fā)現(xiàn)能夠作用于廣泛適應(yīng)癥新靶點(diǎn)的新分子是極其罕見的。

Insilico Medicine打破了這一紀(jì)錄。最近，Insilico Medicine宣布全球首次利用人工智能發(fā)現(xiàn)了新機(jī)制的治療特發(fā)性肺纖維化的臨床侯選化合物——即首次利用許多相互關(guān)聯(lián)的深度學(xué)習(xí)模型和其他先進(jìn)的人工智能技術(shù)，成功地將生物學(xué)和化學(xué)結(jié)合起來，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的生物靶點(diǎn)，并生成了能夠作用于特發(fā)性肺纖維化(IPF)這一非常難治疾病的一個(gè)新的小分子。

“我們進(jìn)行了所有必要的人類患者細(xì)胞、組織和動(dòng)物驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，證明其是能夠作用于新型泛纖維化靶點(diǎn)的首個(gè)臨床前候選分子藥物，目前正在為臨床開發(fā)做準(zhǔn)備。”Insilico Medicine首席科學(xué)官任峰博士介紹。

IPF是一種廣泛的疾病，僅限于肺部，多發(fā)于中老年人群。隨著病情的發(fā)展，患者的健康逐漸惡化可能危及生命。纖維化是主要的衰老相關(guān)疾病過程之一，Insilico利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基于年齡和不同類型的纖維化進(jìn)行訓(xùn)練，從而識(shí)別了一系列相關(guān)靶點(diǎn)。

任峰詳細(xì)解釋了IPF新藥研發(fā)的過程：為了建立初始假設(shè)，Insilico訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)組織特異性纖維化以及患者的年齡和性別相關(guān)的組學(xué)和臨床數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練。然后，利用PandaOmics 靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的一系列靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)工具，對(duì)發(fā)表在《自然通訊》上的復(fù)雜基因和路徑進(jìn)行評(píng)分，并通過深度特征選擇、因果推理和de novo路徑重構(gòu)得到相關(guān)靶點(diǎn)。靶點(diǎn)新穎性和疾病關(guān)聯(lián)評(píng)分由自然語言處理(NLP)引擎進(jìn)行評(píng)估，該引擎分析了來自數(shù)百萬數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)，包括專利、研究出版物、科研經(jīng)費(fèi)和臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫。結(jié)果，PandaOmics 發(fā)現(xiàn)了20個(gè)用于驗(yàn)證的靶點(diǎn)，將其縮小到一個(gè)新的細(xì)胞內(nèi)靶標(biāo)，并對(duì)其作進(jìn)一步分析。

Chemistry42是用于藥物發(fā)現(xiàn)的生成式化學(xué)模塊。該模塊包括生成引擎和評(píng)分引擎的集成，自動(dòng)生成具有適當(dāng)物理化學(xué)性質(zhì)的成藥性高的分子結(jié)構(gòu)。事實(shí)證明，Chemistry42生成的這一系列新型小分子在靶點(diǎn)抑制方面表現(xiàn)出良好的前景。

在后續(xù)的體內(nèi)研究中，這個(gè)系列分子被證明可以改善博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化疾病模型的纖維化疾病，從而進(jìn)一步改善肺功能。這些化合物也在14天的小鼠重復(fù)劑量范圍發(fā)現(xiàn)(DRF)研究中證明了良好的安全性。

這個(gè)系列中表現(xiàn)最好的分子于2020年12月被提名為臨床候選化合物進(jìn)行臨床前研究，從而進(jìn)一步推進(jìn)到臨床研究。臨床前研究已經(jīng)開始，目前，候選藥物的放大/工藝開發(fā)正在進(jìn)行中，計(jì)劃在今年年底前完成臨床前研究，并在今年底或明年初開始臨床一期試驗(yàn)。

任峰指出，目前整個(gè)制藥行業(yè)面臨三個(gè)共同的痛點(diǎn)：第一是如何找到合適的靶點(diǎn)或者全新的靶點(diǎn)來治療某種疾病；第二是找到靶點(diǎn)之后如何發(fā)現(xiàn)或者發(fā)明全新的化合物，去針對(duì)這個(gè)靶點(diǎn)推向臨床；第三是怎么樣設(shè)計(jì)好的臨床方案去減少臨床上的不可預(yù)測性。

基于此，Insilico Medicine發(fā)明了Pharma.AI人工智能平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上針對(duì)這三個(gè)痛點(diǎn)發(fā)明了三個(gè)不同的人工智能引擎。

“首先PandaOmics主要是通過組學(xué)的數(shù)據(jù)分析來幫助我們進(jìn)行靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)。第二個(gè)人工智能的引擎Chemistry42是一個(gè)基于生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)以及深度學(xué)習(xí)這一先進(jìn)技術(shù)，基于蛋白結(jié)構(gòu)或者配體結(jié)構(gòu)進(jìn)行化合物的設(shè)計(jì)，幫助我們找到全新的小分子化合物。Insilico Medicine的另一款人工智能引擎InClinico可以幫助去預(yù)測臨床試驗(yàn)的結(jié)果，同時(shí)也能指導(dǎo)正確的臨床實(shí)驗(yàn)方案。”任峰說，Insilico Medicine前期正在試圖把這三個(gè)人工智能的系統(tǒng)統(tǒng)一起來一體化用于新藥研發(fā)。

據(jù)了解，為了成功獲取臨床前候選藥物，Insilico設(shè)計(jì)并合成了不超過80個(gè)分子，其中有幾個(gè)分子達(dá)到臨床前候選化合物的水平，這是迄今為止取得的前所未有的命中率。并且整個(gè)研發(fā)過程僅耗費(fèi)短短18個(gè)月，研發(fā)成本相當(dāng)于類似項(xiàng)目的十分之一。

AI之于醫(yī)療健康，是萬能的嗎？

盡管我們對(duì)人工智能平臺(tái)目前的成果感到興奮，但顛覆式的改革制藥行業(yè)的工作才剛剛開始，領(lǐng)先的藥物研發(fā)機(jī)構(gòu)要大規(guī)模采用人工智能驅(qū)動(dòng)的研發(fā)還需要一段時(shí)間。

而這并不妨礙資本搶先布局。2019年9月，InsilicoMedicine曾獲得3700萬美元B輪融資，由啟明創(chuàng)投領(lǐng)投，跟投方包括斯道資本、F-PrimeCapital、禮來亞洲基金、創(chuàng)新工場、百度風(fēng)投、蘭亭投資、BOLDCapital Partners等。

啟明創(chuàng)投主管合伙人梁颕宇認(rèn)為，AI在醫(yī)療板塊的應(yīng)用如果用1-10來打分，現(xiàn)在大概是在1分左右，前景還非常寬廣。她表示，AI在醫(yī)療領(lǐng)域第一個(gè)大規(guī)模的應(yīng)用是AI+影像，這得益于AI圖像識(shí)別技術(shù)發(fā)展的成熟，后面慢慢衍生到藥物研發(fā)的領(lǐng)域，并取得了很好的進(jìn)展。從醫(yī)療領(lǐng)域全景來看，還有很多AI沒有介入的領(lǐng)域，很多問題更復(fù)雜，需要更長的時(shí)間、更系統(tǒng)化的解決方案。

在梁颕宇看來，未來十年，中國將成為全球醫(yī)藥創(chuàng)新的重要力量，中國將在藥物的原發(fā)性創(chuàng)新上成為引領(lǐng)者和推動(dòng)者。藥物研發(fā)是人工智能最重要和最大的應(yīng)用場景之一，人工智能則是藥物研發(fā)最重大的技術(shù)紅利之一。“Insilico Medicine不僅在技術(shù)上是領(lǐng)先的AI輔助藥物研發(fā)企業(yè)，同時(shí)也創(chuàng)造了獨(dú)特的、充滿潛力和希望的商業(yè)模式，即通過自主研發(fā)的Pharma.AI平臺(tái)提供人工智能驅(qū)動(dòng)的藥物發(fā)現(xiàn)服務(wù)和軟件，以及自主開發(fā)臨床前項(xiàng)目。”

事實(shí)上，在AI藥物研發(fā)方面，無論國際制藥大廠還是科技巨頭都已開始行動(dòng)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前，全球用AI來輔助藥物研發(fā)的公司已經(jīng)超過200余家，在技術(shù)方面，Benevolent AI、IBM Watson、Numerate、InsilicoMedicine等也都是賽道上的頭部玩家。

創(chuàng)新工場董事長兼CEO李開復(fù)博士當(dāng)年在洛杉磯第一次見到Insilico Medicine創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Alex Zhavoronkov，印象非常深刻。“Alex身上有幾個(gè)很突出的特質(zhì)，第一個(gè)也是最重要的，他是結(jié)合生物和AI兩方面的專家，世界上這樣的人才是非常少的。Alex生物學(xué)專業(yè)畢業(yè)，但是他自學(xué)成為了一個(gè)AI和計(jì)算機(jī)方面的專家，甚至在GPU方面都有一些行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)。然后他當(dāng)時(shí)跟我說，AI+生物學(xué)可以做各種神奇的事情，除了制藥之外還可以延長壽命，而且周圍圍繞他的都是一些世界級(jí)的長壽專家我發(fā)現(xiàn)我已經(jīng)晚來了一步，所以一定要爭取這個(gè)機(jī)會(huì)投資這家公司。”

創(chuàng)新工場投資Insilico Medicine，從早期看好公司專注把前沿AI技術(shù)與新藥研發(fā)相結(jié)合的創(chuàng)新能力。這次在AI技術(shù)平臺(tái)的支持下，快速研發(fā)推進(jìn)針對(duì)特發(fā)性肺纖維化病癥的潛在的首創(chuàng)藥物分子，并成功達(dá)到臨床前候選藥物的里程碑，一定程度上驗(yàn)證了AI算法結(jié)合藥物化學(xué)與生命科學(xué)，能夠更高效的研發(fā)出有巨大潛力的候選藥物分子，在全球范圍內(nèi)是個(gè)標(biāo)志性的里程碑。

那么，AI之于醫(yī)療到底是不是萬能的？未來20年“人工智能+生命科學(xué)”的場景如何？李開復(fù)認(rèn)為，機(jī)器人的診斷水平一定會(huì)超過醫(yī)生。因?yàn)橐惶兹斯ぶ悄茉\斷系統(tǒng)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)診斷幾十億病人，機(jī)器人學(xué)習(xí)到的內(nèi)容與數(shù)據(jù)一定是巨大的。未來人機(jī)結(jié)合將大幅提升人類的健康水平。他介紹說，現(xiàn)在有了實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人，還有手術(shù)機(jī)器人，其中在手術(shù)領(lǐng)域，機(jī)器人參與率已經(jīng)接近20%，未來這個(gè)比例還會(huì)不斷增加。同時(shí)還將有更多新型機(jī)器人出現(xiàn)，比如納米機(jī)器人，它們甚至可以進(jìn)入人體，幫助人類與癌癥對(duì)抗。

【本文為投資界原創(chuàng)，網(wǎng)頁轉(zhuǎn)載須在文首注明來源投資界（微信公眾號(hào)ID：PEdaily2012）及作者名字。微信轉(zhuǎn)載，須在微信原文評(píng)論區(qū)聯(lián)系授權(quán)。如不遵守，投資界將向其追究法律責(zé)任。】