隨著越來越多的大型制藥公司在新藥研發(fā)方面遇到了瓶頸，他們與人工智能藥物研發(fā)初創(chuàng)公司之間的合作也愈加的頻繁。
數字技術和人工智能正在推動著醫(yī)療健康領域的革命。作為醫(yī)藥行業(yè)最為核心的環(huán)節(jié)之一，藥物研發(fā)是人工智能技術大展身手的重要領域。
人工智能發(fā)現藥物分子也被《麻省理工科技評論》評選為 2020 年“全球十大突破性技術”之一。
相對于傳統(tǒng)的方法，人工智能可以更快地發(fā)現新的分子化合物或是新興的藥物靶點，從而加快藥物研發(fā)過程。同時，它還可以更加準確地去預測新藥后續(xù)的實驗結果，從而盡可能地提高藥物開發(fā)流程當中每個階段的成功率。具體上來講就是通過整理總結不同蛋白序列、分子結構、小分子組成的靶向藥物的臨床藥用效果、分子動力學特征，以及靶向分子和癌細胞受體之間的結合力及穩(wěn)定性的數據，并利用這些數據對模型進行訓練，從而實現模型的精準預測。
從企業(yè)的角度來講，人工智能技術的使用可以令大制藥公司和生物技術公司簡化藥物開發(fā)工作，包括將大量的患者數據整合成容易消化的、確實的信息，最終顯著地降低藥品成本和開發(fā)時間。
大型制藥公司正在與 AI 初創(chuàng)公司合作開發(fā)新藥和治療方案
“人工智能 + 新藥研發(fā)”已然進入了快速成長期。在這里我們將總結 AI 初創(chuàng)企業(yè)與大型藥企之間的合作關系網，從而揭示出這背后人工智能在藥物研發(fā)方面驅動的力量以及大型制藥企業(yè)未來發(fā)展方向。
圖 | 截至 2019 年第三季度，大型制藥公司與 AI 藥物研發(fā)初創(chuàng)公司合作圖譜（來源：CB Insights）
默沙東和葛蘭素史克與 AI 平臺合作最為頻繁
通過 CB Insights 平臺的匯總整理，這些大型制藥公司正在與同一批人工智能初創(chuàng)公司合作。
自 2012 年以來，默沙東和葛蘭素史克是在制藥公司當中與人工智能藥物研發(fā)初創(chuàng)公司合作最為密切的兩家公司，其次是拜耳（Bayer），武田制藥（Takeda Pharmaceutical），阿斯利康（AstraZeneca），賽諾菲（Sanofi）和羅氏（Roche）。
默沙東公司是最早與人工智能藥物研發(fā)初創(chuàng)公司合作的制藥公司之一。2012 年，默沙東與 Numerate 公司合作研發(fā)心血管疾病的治療方法。位于美國舊金山的 Numerate 公司主要是利用機器學習軟件研發(fā)關于神經退行性疾?。ㄈ缗两鹕习Y和阿爾茨海默氏癥），心血管疾病和腫瘤的新興治療方案，并致力于為開發(fā)小分子療法的企業(yè)提供藥物設計平臺。Numerate 與制藥公司的許多合作都基于他們所具備的 ADME 和毒性預測能力。
相比于其他的人工智能藥物研發(fā)平臺，Numerate 公司成立時間較早，已經有 13 年的研發(fā)經驗。2014 年 6 月，Numerate 獲 800 萬美元 C 輪融資，投資方包括 Atlas Venture 和禮來風投等知名投資機構。在 2019 年 8 月還獲得了美國國家心肺血液協(xié)會的 200 萬美元的資金。
除了與默沙東的合作以外，Numerate 公司還與武田制藥、靈北和法國醫(yī)藥公司 Servier 均有合作項目。
2017 年 6 月，武田藥業(yè)與 Numerate 公司簽約，使用 Numerate 平臺開發(fā)腫瘤學、胃腸病學和中樞神經系統(tǒng)疾病的小分子藥物。同月，Numerate 公司宣布與 Servier 合作設計蘭尼堿受體（RyR2）的小分子調節(jié)劑，這個靶點被認為在心血管疾病中起到重要的作用，但尚未具有藥物治療能力。這項合作可能會產生治療心力衰竭和心律失常的新興療法。2019 年 1 月，Numerate 公司宣布與靈北制藥合作研發(fā)治療中樞神經系統(tǒng)疾病的臨床候選藥物。
作為另一家注重與人工智能初創(chuàng)公司合作的公司，葛蘭素史克自 2012 年以來已與 Insilico Medicine、ExscienTIa、深度智耀（Deep intelligent）和 Cloud PharmaceuTIcal 四家 AI 平臺建立了合作伙伴關系。
Insilico Medicine 是人工智能藥物研發(fā)領域的頭部玩家，其公司核心技術是開發(fā)一系列生成對抗網絡（GANs）和增強學習方法（Reinforcement Learning）來識別蛋白質靶點，從而生成具有特定屬性的分子結構并合成數據。該公司在 2019 年 9 月完成了 3700 萬美元的 B 輪融資，其中由啟明創(chuàng)投領投，斯道資本、F-Prime Capital、禮來亞洲基金、創(chuàng)新工嘗百度風投等其他投資方跟投。
（來源：Insilico Medicine 官網）
2020 年 1 月，輝瑞也與 Insilico Medicine 達成了新的合作項目，旨在利用 Insilico Medicine 的機器學習技術和專有的 Pandomics 平臺，為多種疾病尋找潛在的治療靶點。
中國本土的 AI 藥物研發(fā)公司深度智耀在這里不得不提。該公司已陸續(xù)推出了多個產品原型，從早期研發(fā)階段（AI 驅動的藥物合成、藥物設計、藥物活性預測）到臨床研究階段（AI 驅動的藥物警戒系統(tǒng)、注冊事務系統(tǒng)、寫作翻譯平臺、臨床數據編程系統(tǒng)）等覆蓋了新藥研發(fā)全流程上的一系列關鍵節(jié)點。
深度智耀在 2018 年 10 月獲得來自紅衫中國的獨家 1500 萬美元的 B 輪融資。
合作領域多為神經退行性疾病和癌癥
雖然有部分合作項目未披露具體的研究藥物領域，但所披露當中神經退行性疾病以及癌癥方向是兩大熱門，其他領域還包括心血管以及胃腸道疾病領域。
2016 年 11 月，楊森制藥與英國獨角獸 BenevolentAI 達成協(xié)議，利用人工智能技術來評估小分子化合物在臨床的潛力，特別是在帕金森氏癥領域。公司核心技術是一個叫做 JACS 的人工智能系統(tǒng)。JACS 在運算中從論文、臨床試驗中提取大量的數據，提取推動藥物研發(fā)的知識，提出新的可被驗證的假設，加速新藥研發(fā)。
除此之外，去年 8 月 BenevolentAI 還宣布與 Neuropore Therapies 合作，評估通過人工智能鑒定的與進行性退行性疾病有關的分子靶點。而 BenevolentAI 自身也在開發(fā)有關于肌萎縮側索硬化（ALS）的相關藥物。
BenevolentAI 是 2017 年 CB Insights 評選的全球人工智能百強公司。除了與楊森制藥的合作以外，公司近年來還在與阿斯利康合作尋找治療慢性腎病和特發(fā)性肺纖維化的新藥，以及與諾華合作開發(fā)癌癥相關的藥物。
另一方面，位于美國馬薩諸塞州的醫(yī)療行業(yè)數據化分析創(chuàng)業(yè)公司 GNS Healthcare 與羅氏基因泰克（Genetech）正在開展有關腫瘤學的研究合作，旨在使用 GNS 的人工智能平臺分析已知療法在腫瘤學中的功效。GNS Healthcare 的核心技術是把大數據、機器學習和仿真技術結合起來判斷疾病預后效果，從而輔助醫(yī)療供應商進行市場決策。
GNS Healthcare 背后受到了多家藥企巨頭的投資，這其中包括默沙東、安進、新基制藥等。
Atomwise 和 ExscienTIa 兩家公司或成為最受藥企歡迎的合作伙伴
Atomwise 是藥物研發(fā)與人工智能結合領域代表性的公司，是由 Y Combinator 和 Khosla Ventures 投資的舊金山創(chuàng)業(yè)公司，目前已與禮來、默沙東、拜耳、輝瑞和艾伯維等多家大型醫(yī)藥公司合作。去年六月，Atomwise 與禮來簽訂了高達 5.6 億美元的 AI 驅動藥物研發(fā)項目合作協(xié)議，旨在幫助禮來對特定疾病快速尋找到新的藥物分子。
2019 年 9 月，Atomwise 進軍亞洲市場，與豪森藥業(yè)達成合作，雙方在多個治療領域針對 11 個未公開靶標設計和發(fā)現潛在的候選藥物。Atomwise 的核心技術是使用神經網絡構造出分子化合物的 3D 模型并模擬生化反應，預測化合物與靶蛋白之間的特異性結合。
英國 AI 藥物發(fā)現公司 ExscienTIa 成立于 2012 年，目前已與葛蘭素史克和羅氏建立了常規(guī)研究合作項目。2019 年 4 月，Excientia 向葛蘭素史克交付了第一個通過人工智能發(fā)現的候選藥物，這是一個治療慢性阻塞性肺病（COPD）的潛在療法。
除此之外，Exscientia 還與賽諾菲合作開發(fā)了有關代謝性疾病的療法；與新基公司合作開發(fā)了針對癌癥和自身免疫性疾病的療法。2020 年 1 月，拜耳也加入了這一陣營，宣布與 Exscientia 在心血管疾病和腫瘤藥物研發(fā)方向展開合作，項目金額可達 2.4 億歐元。就在上個月，Exscientia 表示公司已經開發(fā)出第一款使用人工智能創(chuàng)造的藥物，并將開展臨床測試。
在融資方面，Exscientia 在 2019 年 1 月完成了 2500 萬美元的B輪投資，該輪融資由新基公司、GT Healthcare Capital 以及 Evotec 共同參與完成。
另外一家備受關注的醫(yī)療初創(chuàng)公司是 OWKIN。它成立于 2016 年，總部位于紐約。OWKIN 使用聯邦學習技術（Federated learning），即一種在保護隱私的同時使用敏感用戶數據訓練 AI 的新興方法為制藥公司提供藥物研發(fā)服務，該技術是由谷歌在 2016 年最早提出。公司核心機器學習平臺 Owkin Socrates 能夠整合生物醫(yī)學圖像、基因組學和臨床數據，通過機器學習和深度學習算法，將臨床數據轉化為預測模型，為的是讓醫(yī)學專家們零門檻地使用人工智能技術，完成前沿的醫(yī)學研究、藥品研發(fā)和臨床診治。
谷歌旗下風投基金 GV 參與了對 OWKIN 的 A 輪融資。
目前，OWKIN 已與羅氏、益普生和安進合作，旨在從患者數據中找到與疾病相關的生物標志物。
總結
總體來說，從藥企與人工智能藥物發(fā)現平臺越來越多的合作可以看出，人工智能推動醫(yī)療健康行業(yè)變革是未來必然的趨勢。
雖然全球主流的 AI 制藥相關公司都集中在美英兩國，但值得一提的是，無論是人工智能藥物研發(fā)平臺初創(chuàng)企業(yè)背后的投資者（啟明創(chuàng)投、百度風投、創(chuàng)新工嘗騰訊、藥明康德等），還是本身直接參與這場激烈競爭當中的玩家（晶泰科技、深度智耀、冰洲石生物科技等），中國的身影都無法忽視。
當然 AI 制藥也面臨著不少挑戰(zhàn)，比如極少的產出、產出成果不足或不憂、相關的監(jiān)管政策以及標準模糊，未來不確定性強，發(fā)展也道阻且長。
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