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(shù)字技術(shù)和人工智能正在推動著醫(yī)療健康領(lǐng)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(shù)大展身手的重要領(lǐng)域。
人工智能發(fā)現(xiàn)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(shù)”之一。
相對于傳統(tǒng)的方法，人工智能可以更快地發(fā)現(xiàn)新的分子化合物或是新興的藥物靶點(diǎn)，從而加快藥物研發(fā)過程。同時，它還可以更加準(zhǔn)確地去預(yù)測新藥后續(xù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而盡可能地提高藥物開發(fā)流程當(dāng)中每個階段的成功率。具體上來講就是通過整理總結(jié)不同蛋白序列、分子結(jié)構(gòu)、小分子組成的靶向藥物的臨床藥用效果、分子動力學(xué)特征，以及靶向分子和癌細(xì)胞受體之間的結(jié)合力及穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行訓(xùn)練，從而實(shí)現(xiàn)模型的精準(zhǔn)預(yù)測。
從企業(yè)的角度來講，人工智能技術(shù)的使用可以令大制藥公司和生物技術(shù)公司簡化藥物開發(fā)工作，包括將大量的患者數(shù)據(jù)整合成容易消化的、確實(shí)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(jìn)入了快速成長期。在這里我們將總結(jié) AI 初創(chuàng)企業(yè)與大型藥企之間的合作關(guān)系網(wǎng)，從而揭示出這背后人工智能在藥物研發(fā)方面驅(qū)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(dāng)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(jī)器學(xué)習(xí)軟件研發(fā)關(guān)于神經(jīng)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(shè)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(yù)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(jīng)有 13 年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。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(fēng)投等知名投資機(jī)構(gòu)。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(xué)、胃腸病學(xué)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的小分子藥物。同月，Numerate 公司宣布與 Servier 合作設(shè)計蘭尼堿受體（RyR2）的小分子調(diào)節(jié)劑，這個靶點(diǎn)被認(rèn)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(chǎn)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(jīng)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(guān)系。
Insilico Medicine 是人工智能藥物研發(fā)領(lǐng)域的頭部玩家，其公司核心技術(shù)是開發(fā)一系列生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GANs）和增強(qiáng)學(xué)習(xí)方法（Reinforcement Learning）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)。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(lǐng)投，斯道資本、F-Prime Capital、禮來亞洲基金、創(chuàng)新工嘗百度風(fēng)投等其他投資方跟投。
（來源：Insilico Medicine 官網(wǎng)）
2020 年 1 月，輝瑞也與 Insilico Medicine 達(dá)成了新的合作項目，旨在利用 Insilico Medicine 的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和專有的 Pandomics 平臺，為多種疾病尋找潛在的治療靶點(diǎn)。
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(chǎn)品原型，從早期研發(fā)階段（AI 驅(qū)動的藥物合成、藥物設(shè)計、藥物活性預(yù)測）到臨床研究階段（AI 驅(qū)動的藥物警戒系統(tǒng)、注冊事務(wù)系統(tǒng)、寫作翻譯平臺、臨床數(shù)據(jù)編程系統(tǒng)）等覆蓋了新藥研發(fā)全流程上的一系列關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
深度智耀在 2018 年 10 月獲得來自紅衫中國的獨(dú)家 1500 萬美元的 B 輪融資。
合作領(lǐng)域多為神經(jīng)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(lǐng)域，但所披露當(dāng)中神經(jīng)退行性疾病以及癌癥方向是兩大熱門，其他領(lǐng)域還包括心血管以及胃腸道疾病領(lǐng)域。
2016 年 11 月，楊森制藥與英國獨(dú)角獸 BenevolentAI 達(dá)成協(xié)議，利用人工智能技術(shù)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(lǐng)域。公司核心技術(shù)是一個叫做 JACS 的人工智能系統(tǒng)。JACS 在運(yùn)算中從論文、臨床試驗(yàn)中提取大量的數(shù)據(jù)，提取推動藥物研發(fā)的知識，提出新的可被驗(yàn)證的假設(shè)，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(jìn)行性退行性疾病有關(guān)的分子靶點(diǎn)。而 BenevolentAI 自身也在開發(fā)有關(guān)于肌萎縮側(cè)索硬化（ALS）的相關(guān)藥物。
BenevolentAI 是 2017 年 CB Insights 評選的全球人工智能百強(qiáng)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(guān)的藥物。
另一方面，位于美國馬薩諸塞州的醫(yī)療行業(yè)數(shù)據(jù)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(guān)腫瘤學(xué)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(xué)中的功效。GNS Healthcare 的核心技術(shù)是把大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和仿真技術(shù)結(jié)合起來判斷疾病預(yù)后效果，從而輔助醫(yī)療供應(yīng)商進(jìn)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(jìn)、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(jié)合領(lǐng)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(dá) 5.6 億美元的 AI 驅(qū)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(jìn)軍亞洲市場，與豪森藥業(yè)達(dá)成合作，雙方在多個治療領(lǐng)域針對 11 個未公開靶標(biāo)設(shè)計和發(fā)現(xiàn)潛在的候選藥物。Atomwise 的核心技術(shù)是使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造出分子化合物的 3D 模型并模擬生化反應(yīng)，預(yù)測化合物與靶蛋白之間的特異性結(jié)合。
英國 AI 藥物發(fā)現(xiàn)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(xiàn)的候選藥物，這是一個治療慢性阻塞性肺?。–OPD）的潛在療法。
除此之外，Exscientia 還與賽諾菲合作開發(fā)了有關(guān)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(dá) 2.4 億歐元。就在上個月，Exscientia 表示公司已經(jīng)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(guān)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(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)（Federated learning），即一種在保護(hù)隱私的同時使用敏感用戶數(shù)據(jù)訓(xùn)練 AI 的新興方法為制藥公司提供藥物研發(fā)服務(wù)，該技術(shù)是由谷歌在 2016 年最早提出。公司核心機(jī)器學(xué)習(xí)平臺 Owkin Socrates 能夠整合生物醫(yī)學(xué)圖像、基因組學(xué)和臨床數(shù)據(jù)，通過機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，將臨床數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為預(yù)測模型，為的是讓醫(yī)學(xué)專家們零門檻地使用人工智能技術(shù)，完成前沿的醫(yī)學(xué)研究、藥品研發(fā)和臨床診治。
谷歌旗下風(fēng)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(jìn)合作，旨在從患者數(shù)據(jù)中找到與疾病相關(guān)的生物標(biāo)志物。
總結(jié)
總體來說，從藥企與人工智能藥物發(fā)現(xiàn)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(guān)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(fēng)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(dāng)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(dāng)然 AI 制藥也面臨著不少挑戰(zhàn)，比如極少的產(chǎn)出、產(chǎn)出成果不足或不憂、相關(guān)的監(jiān)管政策以及標(biāo)準(zhǔn)模糊，未來不確定性強(qiáng)，發(fā)展也道阻且長。
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