“硅基”魔法：AI助新药摆脱“反摩尔定律”｜挑战“奇点”的上海科创力量·制药

2023-07-10 07:15:32来源：文汇

编者按

AI制药已成为不可阻挡的洪流，上海正凭借得天独厚的综合性优势，不断提升创新策源能力和产业影响力，开辟“硅谷+药谷”模式。根据上海市人工智能行业协会提供的数据，目前上海企业推进的AI制药项目占全国比重超过50%。同时，全球最大的变构数据中心、最强的蛋白小分子结合预测模型、全球首款由AI研发并完成二期临床给药的候选化合物……这些一流成果都在上海集聚。

(资料图片)

事实上，不光是AI制药，上海正努力把握新科技革命浪潮，加快推动科技跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升，并且有更多底气挑战高科技领域的“奇点”，为实现高质量发展注入澎湃动力。

推动芯片以几何级数迭代、造就风起云涌数字革命的“摩尔定律”，在生物医药领域却衍生出一个截然相反的镜像，即所谓“反摩尔定律”——成本越来越高、风险越来越大、创新速度越来越慢。但好消息是，如今，在人工智能（AI）对药物研发奇迹般的赋能下，医药行业看到了摆脱“反摩尔定律”束缚的希望。

令人赞叹的智能魔法

通过ChatGPT等生成式AI模型，普罗大众一同见证了AI在生成文字、图片、视频方面的能力。而在药物研发领域，AI凭借硬核的技术实力，也已拿出了令人信服的表现。在发现潜在的治疗靶点、创造新的药物活性分子方面，AI的能力令人赞叹。

上海宇道生物技术有限公司就是AI制药领域的代表性企业。谈到AI，公司联合创始人、董事长兼总经理沈倩诚半开玩笑地说，在破解蛋白质的奥秘时，“硅基生命（机器智能）可能真的胜过碳基生命”。

宇道生物正借助AI为蛋白质“拍视频”，仔细观察它的动态结构，发现隐蔽的功能位点，进而以那些难成药靶点为突破口，研发出变构药物。实际上，传统的实验技术如X-晶体衍射，也可以记录蛋白质结构，但只能生成静态“照片”。由于蛋白质在不停运动，光凭“照片”难以发现其复杂构象的变构位点。宇道生物独辟蹊径，研发了智能变构平台，通过将历经10年构建起来的核心变构数据“喂”给AI，借助AI强大的推导和归纳能力，穿透庞杂的原子网络，直击分子结构，生成蛋白质的“运动视频”。与传统的海量分子筛选实验相比，这种方法的效率提升了上百倍。

除了发现靶点，药物研发非常重要的一环是评价化合物分子与蛋白质的结合能力。在该领域，同时在京沪布局的星药科技研发了全球首个能同时预测蛋白—配体复合物构象与亲和力的算法模型。公司创始人兼CEO李成涛说，较之传统方法，星药算法的速度提升了数千倍，“几乎在一瞬间，AI就发现了分子层面的作用规律”。

AI破解分子的奥妙并不是要炫技，最终目标是做药。上海市人工智能行业协会秘书长钟俊浩告诉记者，AI的强项是挖掘那些常被医药专家忽略的隐蔽线索，在药物、基因、疾病间构建起深层次关联。这种能力，一方面将新药的筛选从物理世界移到“赛博空间”，另一方面，更可以通过挖掘海量知识，找到新靶点、设计新分子，这相当于让新药创制从“大海捞针”变成“按图索骥”。

以辉瑞研发的新冠特效药Paxlovid（奈玛特韦片/利托那韦片组合）为例，这个明星药物的及时上市，背后就有上海AI药企晶泰科技的助力。

利用自研的AI算法，晶泰科技帮助辉瑞预测了多种化合物以及潜在固体形态结构，最终将该环节的耗时从半年以上缩短到6个星期。

10年打开一扇“大门”

肯定有不少人听说过描述新药研发难度的所谓“双十宿命”：一款新药，如今的研发周期已经长达10年，研发投入高达10亿美元。但实际上，过去10年，“反摩尔定律”让药物创新的脚步更加蹒跚。统计显示，2010至2019年，全球排名前12位的制药公司平均投资回报率下降80%，新药研发成本逼近30亿美元。

这种局面倒逼药企探索新的研发模式，而与此同时，深度学习技术的快速进步，让AI有机会在制药领域落地。两种效应的叠加，使得AI制药迅速从少数公司的前沿探索变成大量药企的战略方向。

钟俊浩告诉记者，发达国家探索用AI辅助制药，始于2010年前后，2015年起全面兴起。我国则在2012年左右，由上海部分高校院所将深度学习用于分子生成、蛋白质结构预测等，同时，恒瑞、齐鲁、先声等大型药企陆续在沪设立分子信息部门。2020年，Schr?dinger、Relay等海外AI药企先后在纳斯达克实现IPO，迅速点燃了国内资本的投资热情，从而推动一批本土AI制药的创业公司脱颖而出，宇道生物、星药科技等就是其中代表，他们都在2020年拿到Pre-A或A轮融资，并在随后一两年完成多轮后续融资。而作为最早入局的AI药企之一，晶泰科技则在当年9月完成超过3亿美元的C轮融资，刷新了全球AI制药融资纪录。

除了成本倒逼、技术进步、资本驱动外，AI制药在我国的发展还与国家对生物医药创新的重视同频共振。与多家新药研发机构合作的AI头部公司商汤科技副总裁张少霆表示，近年来，国家越来越将生物医药作为非常重要的创新方向，同时通过医保集采，压低仿制药的利润空间，这一系列组合拳，倒逼国内药企将经营战略从跟随转向创新。假如要在当下做创新药，那AI辅助就要被纳入考量。

在上海，短短几年，许多原创的AI制药项目已让人看到了突破的希望。李成涛说，凭借他们的最新算法，原本4至7年的临床前研发可望被缩短到1至2年。同样扎根上海的AI制药“独角兽”英矽智能则在2022年开发了9个临床前候选药物，相比之下，头部药企每年通常只能提名4到5个候选药物。这些进展都印证了上海市生物医药产业促进中心副主任唐军的判断——AI正在为制药“重新打开一扇大门”。

作者：张懿

编辑：范菁

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