破局當(dāng)下新藥研發(fā)的困境 -- 大數(shù)據(jù)與人工智能的多維度利用

上海2021年10月15日 /美通社/ -- 生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是上海戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支柱，多年來，國(guó)家大力推進(jìn)生物醫(yī)藥創(chuàng)新發(fā)展，一場(chǎng)以生物醫(yī)藥、人工智能等創(chuàng)新技術(shù)為代表的硬科技時(shí)代正在加速來臨。為全力響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，打造世界級(jí)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)集群，上海國(guó)際生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)周 -- “張江生命科學(xué)國(guó)際創(chuàng)新峰會(huì)”于2021年10月11日-14日在滬舉行。本屆峰會(huì)以“創(chuàng)新策源·共享開放”為主題，向世界展示張江生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的科創(chuàng)成果、科創(chuàng)生態(tài)、創(chuàng)新舉措及未來發(fā)展。

在開幕式上，陳凱先院士對(duì)生物醫(yī)藥發(fā)展的態(tài)勢(shì)，大數(shù)據(jù)與人工智能在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用做了介紹。正如陳凱先院士所說，醫(yī)藥研發(fā)具有研發(fā)周期長(zhǎng)、投入高、風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)。如果通過合成化合物進(jìn)行篩選，需要很多人力、物力。基于提高研發(fā)效率，降低研發(fā)成本的迫切需求，出現(xiàn)了越來越多新的技術(shù)與醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)進(jìn)行融合的現(xiàn)象。大數(shù)據(jù)和人工智能就是其中代表。

10月13日下午，由領(lǐng)星生物與宇道生物主辦的“數(shù)據(jù)+智能在新藥研發(fā)中的應(yīng)用”分論壇在東郊賓館隆重召開。首先，領(lǐng)星生物高級(jí)副總裁兼COO徐曉曼博士代表論壇主辦企業(yè)致辭，對(duì)與會(huì)嘉賓的到來表示熱烈歡迎，徐博士的發(fā)言中提到，“AI+制藥”模式成為縮短藥物研發(fā)進(jìn)程的重要突破口，AI智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的加入有可能改變新藥研發(fā)模式、提高研發(fā)效率并降低研發(fā)成本，為新藥研發(fā)打開新的局面，甚至是迎來生物醫(yī)療行業(yè)的爆發(fā)。會(huì)議嘉賓從不同視角分享了大數(shù)據(jù)和人工智能在醫(yī)藥研發(fā)的積極作用，旨在為當(dāng)下新藥研發(fā)面臨的困境起到拋磚引玉的作用。

此次論壇分成“主題演講”和“圓桌討論”2個(gè)環(huán)節(jié)。

正如領(lǐng)星生物數(shù)據(jù)智能商業(yè)執(zhí)行總監(jiān)毋冰女士所說，腫瘤是一個(gè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的領(lǐng)域，在中國(guó)存在著大量未被滿足的臨床需求，也存在著以患者為中心的數(shù)據(jù)獲取困難的現(xiàn)狀。領(lǐng)星生物以此為契機(jī)，通過大型真實(shí)世界的全面分子數(shù)據(jù)+深度臨床數(shù)據(jù)+長(zhǎng)期生存數(shù)據(jù)集，提供結(jié)構(gòu)化的RWD的數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換和核查，包括病史記錄、影像學(xué)檢查以及病理報(bào)告等， 結(jié)合中國(guó)腫瘤患者真實(shí)世界精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)和人工智能的方式，針對(duì)未被滿足臨床需求，進(jìn)行原創(chuàng)性的創(chuàng)新藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)。其方法論可整合DNA水平，轉(zhuǎn)錄水平和蛋白質(zhì)水平三種不同維度的驗(yàn)證，從而有效支持靶向藥物開發(fā)?；谡鎸?shí)世界的數(shù)據(jù)，領(lǐng)星生物開發(fā)了獨(dú)有的系統(tǒng)，用于真實(shí)世界數(shù)據(jù)的管理，以及臨床智能化的應(yīng)用。隨著時(shí)間的推移，數(shù)據(jù)的積累，這套系統(tǒng)將會(huì)變得更加智能。比如，基于大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)，系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)家從未發(fā)現(xiàn)過的規(guī)律，用以指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)新的適應(yīng)癥，新的靶點(diǎn)。

領(lǐng)星生物是一家致力于幫助國(guó)內(nèi)外制藥及生物技術(shù)公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)獲得基于多維度真實(shí)世界數(shù)據(jù)洞察的新藥研發(fā)一站式解決方案，協(xié)助醫(yī)學(xué)數(shù)字部門獲得基于多維度真實(shí)世界數(shù)據(jù)洞察的藥物臨床策略支持及藥物商業(yè)化拓展服務(wù)的創(chuàng)新公司。其自主開發(fā)了一系列專利算法及腫瘤領(lǐng)域的智能系統(tǒng)，可以幫助客戶探索新的適應(yīng)癥、新的靶點(diǎn)。幫助制藥及生物技術(shù)公司更高效、更低風(fēng)險(xiǎn)地開展藥物研發(fā)和商業(yè)化拓展。領(lǐng)星生物通過獨(dú)特的“反向研發(fā)路徑”模式，能夠更加快速且高效地研發(fā)出針對(duì)中國(guó)患者特點(diǎn)的腫瘤個(gè)體化治療原創(chuàng)新藥。

在小核酸領(lǐng)域，金中锘美創(chuàng)始人兼CEO李沖女士從她的角度解讀了智能計(jì)算在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。由于傳統(tǒng)siRNA可能產(chǎn)生脫靶效應(yīng)和副作用，利用生物信息學(xué)和計(jì)算生物化學(xué)對(duì)siRNA進(jìn)行初篩顯得尤為重要。具體來說，可以利用人工智能進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，讓機(jī)器在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上總結(jié)規(guī)律，篩選出令人滿意的siRNA序列。除此以外，李沖女士還談到機(jī)器學(xué)習(xí)與智能計(jì)算可以用于化學(xué)修飾預(yù)測(cè)、新靶點(diǎn)開發(fā)和驗(yàn)證以及RNA剪接藥物開發(fā)。

宇道生物是將人工智能和大數(shù)據(jù)應(yīng)用于藥物研發(fā)的平臺(tái)型企業(yè)，他們長(zhǎng)期專注于變構(gòu)機(jī)制的小分子藥物的研發(fā)，擁有獨(dú)特的基于人工智能&計(jì)算生物學(xué)技術(shù)以及第一原理的變構(gòu)藥物研發(fā)平臺(tái)ALLOSTARTM。郁征天博士是宇道生物的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO，他認(rèn)為針對(duì)難成藥靶點(diǎn)進(jìn)行藥物開發(fā)是小分子領(lǐng)域的重要機(jī)會(huì)，而能夠克服難成藥靶點(diǎn)的變構(gòu)技術(shù)就好像是藥物研發(fā)領(lǐng)域的一片藍(lán)海。過去數(shù)目不多的變構(gòu)藥物基本都是隨機(jī)發(fā)現(xiàn)的，所以宇道打造的ALLOSTARTM平臺(tái)是希望能夠做到系統(tǒng)地性發(fā)現(xiàn)及開發(fā)變構(gòu)藥物，以這種新機(jī)制來解決難成藥靶點(diǎn)這個(gè)挑戰(zhàn)性的問題。此外當(dāng)然也可以在成熟的靶點(diǎn)上開發(fā)這種新機(jī)制的變構(gòu)分子，以此來解決之前藥物的耐藥及毒性，開發(fā)新一代更好的藥物。

ALLOSTARTM，這個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)是變構(gòu)數(shù)據(jù)庫ALLOMATRIX的發(fā)展，這次郁征天博士比較細(xì)致地講解了ALLOMATRIX。這個(gè)數(shù)據(jù)庫分為4個(gè)層次，最低層次為數(shù)據(jù)湖（文獻(xiàn)、專利、公開資料），依次往上還有數(shù)據(jù)工程、策展數(shù)據(jù)、特征/模型/假設(shè)。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的提煉與運(yùn)用，特別是通過云計(jì)算的優(yōu)化結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，可以為變構(gòu)藥物的預(yù)測(cè)和評(píng)估帶來準(zhǔn)確度與效率。把計(jì)算和實(shí)驗(yàn)論證結(jié)合，為公司的自研管線和對(duì)外合作管線提供了一個(gè)變構(gòu)藥物開發(fā)的出發(fā)點(diǎn)和加速器，有效解決變構(gòu)藥物開發(fā)中的困難問題比如靶點(diǎn)的變構(gòu)位點(diǎn)位置，變構(gòu)屬性（抑制或激活），以及具有變構(gòu)功能的小分子苗頭化合物發(fā)現(xiàn)等。郁征天博士相信，隨著數(shù)據(jù)的積累和算法的提升，結(jié)合對(duì)變構(gòu)規(guī)則的不斷理解以及與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的深度結(jié)合，宇道科學(xué)家會(huì)在變構(gòu)藥物的開發(fā)上更上一層樓。

在提高藥物研發(fā)效率方面，青云瑞晶生物也扮演著非常重要的角色。公司創(chuàng)始人兼CEO劉磊峰博士在談到藥物研發(fā)的過程時(shí)，把研發(fā)過程比作一個(gè)環(huán)形飛輪，里面包括分子發(fā)現(xiàn)、活性測(cè)試、晶體解析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化4個(gè)環(huán)節(jié)。如果研發(fā)環(huán)節(jié)銜接順利，飛輪快速運(yùn)轉(zhuǎn)，將有利于新藥的快速發(fā)現(xiàn)。但是晶體解析的速度往往影響著藥物開發(fā)的速度。因?yàn)樵诰w解析時(shí)常常出現(xiàn)晶體不夠大，不能解析的情況發(fā)生。耗資14億建造的“上海光源”正是用于晶體的解析，它將可解析的晶體尺寸從500微米降低至50微米，僅僅是10倍的差距也大大加快了藥物研發(fā)與優(yōu)化的速度。

青云瑞晶生物的MicroED技術(shù)，在這一基礎(chǔ)上將可解析的晶體尺寸直接降低500倍，至0.1微米。而且設(shè)備造價(jià)遠(yuǎn)低于“上海光源”，僅幾百萬元。這樣的技術(shù)不僅讓科學(xué)家獲取目前無法得到的數(shù)據(jù)，而且還可以大幅降低數(shù)據(jù)獲取的周期，進(jìn)而加快藥物研發(fā)的速度。如果這項(xiàng)技術(shù)普及開來，每個(gè)創(chuàng)新藥研發(fā)企業(yè)都將有能力解析蛋白與藥物的作用方式，這也將大大加快創(chuàng)新藥的研發(fā)速度。

在圓桌討論環(huán)節(jié)，主持人和嘉賓圍繞數(shù)據(jù)與智能化在新藥研發(fā)領(lǐng)域的落地進(jìn)行熱烈討論，主要從目前FIC類或源頭創(chuàng)新類新藥研發(fā)的痛點(diǎn)；數(shù)據(jù)與智能在新藥研發(fā)各階段構(gòu)成的支持以及在新藥研發(fā)領(lǐng)域中數(shù)據(jù)與智能化應(yīng)用的實(shí)際落地等方面展開。

在人工智能和大數(shù)據(jù)對(duì)新藥研發(fā)的支持這一問題上，嘉賓們展開了熱烈的探討。郁征天博士認(rèn)為人工智能和大數(shù)據(jù)的探索還處于不斷嘗試階段，需要科學(xué)家、企業(yè)和資本擁有更多的耐心。AI可能是突破現(xiàn)階段藥物研發(fā)瓶頸的新技術(shù)，而AI發(fā)揮突破的作用需要兩個(gè)必要條件，一是有足夠大的高質(zhì)量數(shù)據(jù)庫，二是從數(shù)據(jù)庫探究出“經(jīng)絡(luò)”，從而制定出好的規(guī)則。其他三位嘉賓也一致認(rèn)為，AI在任何場(chǎng)景的應(yīng)用，都離不開相應(yīng)的數(shù)據(jù)，AI技術(shù)能夠達(dá)到的效果也直接和已有數(shù)據(jù)的質(zhì)和量有著直接的關(guān)系。人工智能和大數(shù)據(jù)在提高研發(fā)效率和成功轉(zhuǎn)化率方面起著非常重要的作用。

談到落地和需要改進(jìn)的地方時(shí)，4位嘉賓一致認(rèn)為數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可信度是需要提高的地方，因?yàn)榈唾|(zhì)量數(shù)據(jù)不僅會(huì)影響模型本身，還會(huì)影響結(jié)果預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。但更重要的是，數(shù)據(jù)要貼合最終的應(yīng)用場(chǎng)景與需求，正如壽建勇博士談到的，人工智能和大數(shù)據(jù)的應(yīng)用應(yīng)該以需求和項(xiàng)目目的為導(dǎo)向，解決實(shí)際問題才是關(guān)鍵。這點(diǎn)也得到了其他討論嘉賓的認(rèn)可，這個(gè)過程其實(shí)需要研發(fā)和數(shù)據(jù)智能化應(yīng)用的專業(yè)人士共同努力，多方探討，通過一個(gè)個(gè)項(xiàng)目磨合，才能真正實(shí)現(xiàn)落地。

與會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)觀眾也反響熱烈，針對(duì)數(shù)據(jù)與技術(shù)應(yīng)用的合規(guī)性、區(qū)塊鏈等新技術(shù)的應(yīng)用潛力等多角度同論壇嘉賓交換了意見。

此次論壇讓我們了解到醫(yī)藥研發(fā)中面臨著研發(fā)效率降低，研發(fā)成本升高的困境，也讓我們看到了人工智能和大數(shù)據(jù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的前沿應(yīng)用，它們?yōu)樘岣哐邪l(fā)效率，降低研發(fā)成本發(fā)揮著重要的作用。

雖然在我國(guó)，人工智能與大數(shù)據(jù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用尚屬起步階段，還沒有大量的研發(fā)成果出現(xiàn)。但我們有理由相信隨著時(shí)間的積累，中國(guó)會(huì)出現(xiàn)越來越多像領(lǐng)星生物和宇道生物這樣的企業(yè)。他們的勇敢嘗試一定會(huì)助力中國(guó)醫(yī)藥研發(fā)走上更高的臺(tái)階，走向更廣闊的的世界。