AI技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域持續(xù)升溫，尤其是ChatGPT的問世，點(diǎn)燃生成式AI熱潮。AI輔助賦能新藥研發(fā)，被認(rèn)為是醫(yī)療AI中頗有發(fā)展前景的細(xì)分領(lǐng)域，全球已有超700家AI制藥企業(yè)，阿斯利康、強(qiáng)生等跨國藥企都在與AI制藥企業(yè)合作推進(jìn)多個(gè)項(xiàng)目。我國也有近80家初創(chuàng)的AI制藥企業(yè)，恒瑞醫(yī)藥、石藥集團(tuán)等眾多傳統(tǒng)藥企，藥明康德、美迪西等CXO（醫(yī)藥外包）企業(yè)也選擇通過戰(zhàn)略合作、股權(quán)投資等方式積極擁抱“AI”。
據(jù)Research And Markets數(shù)據(jù)顯示，2022年全球AI制藥市場規(guī)模為10.4億美元，預(yù)計(jì)2026年市場規(guī)模將達(dá)到29.94億美元。國內(nèi)方面，AI藥物研發(fā)行業(yè)起步稍晚，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，2023年市場規(guī)模將達(dá)到4.14億元。今年前三季度，我國AI制藥企業(yè)融資事件超20起，從融資輪數(shù)來看，大部分融資企業(yè)依然處于早期發(fā)展階段。
有助新藥研發(fā)降本增效
新藥研發(fā)往往投入巨大、研發(fā)周期長，研發(fā)失敗率高。AI憑借機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別等獨(dú)特優(yōu)勢，可以提供更好的預(yù)測模型和更好的命中率，以縮短藥物發(fā)現(xiàn)時(shí)間，提高藥物研發(fā)成功率，節(jié)省成本。
近年來，我國政府為推動(dòng)AI行業(yè)以及AI新藥研發(fā)的發(fā)展，發(fā)布一系列政策法規(guī)。如2022年1月，九部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中就提出，以新一代信息技術(shù)賦能醫(yī)藥研發(fā)。探索人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在研發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用，通過對(duì)生物學(xué)數(shù)據(jù)挖掘分析、模擬計(jì)算，提升新靶點(diǎn)和新藥物的發(fā)現(xiàn)效率。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型構(gòu)建、藥物設(shè)計(jì)、藥理藥效研究、臨床試驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)加強(qiáng)信息技術(shù)應(yīng)用，縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本。推進(jìn)健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)的開發(fā)應(yīng)用和整合共享，探索建立統(tǒng)一的臨床大數(shù)據(jù)平臺(tái)，為創(chuàng)新藥研發(fā)及臨床研究提供有力支撐。
“2010年到2021年，全球由AI參與的藥物研發(fā)項(xiàng)目從最初的6個(gè)增長到158個(gè)。最近的一項(xiàng)調(diào)查研究顯示，由AI參與的藥物研發(fā)管線，無論是新靶點(diǎn)、新機(jī)制的First-in-class（首創(chuàng)新藥）藥物研發(fā)，已知靶點(diǎn)的Best-in-class（同類最佳）藥物研發(fā)，還是Drug Repurposing（老藥新用）的研發(fā)，AI均可以很大程度地加速藥物研發(fā)流程，降低藥物研發(fā)整體成本。”全球健康藥物研發(fā)中心數(shù)據(jù)科學(xué)部負(fù)責(zé)人郭晉疆博士表示，AI可以參與藥物研發(fā)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，包括疾病關(guān)鍵靶蛋白的確立和驗(yàn)證，小分子/疫苗/抗體的設(shè)計(jì)與優(yōu)化、中后期的毒性和安全性評(píng)估等各個(gè)環(huán)節(jié)，AI都可以賦能和協(xié)助加速藥物研發(fā)進(jìn)程。
中商產(chǎn)業(yè)研究院研報(bào)分析指出，AI技術(shù)如今主要用于藥物研發(fā)階段，隨著技術(shù)的不斷突破和發(fā)展，AI技術(shù)參與制藥的環(huán)節(jié)將增多，新藥研發(fā)效率也將提升。據(jù)Research And Markets數(shù)據(jù)顯示，2022年全球AI制藥市場規(guī)模為10.4億美元，預(yù)計(jì)2026年市場規(guī)模將達(dá)到29.94億美元。從AI制藥公司主攻適應(yīng)癥分布情況來看，腫瘤、免疫學(xué)及神經(jīng)病學(xué)領(lǐng)域占比最大。
另據(jù)DPI統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球700多家AI制藥公司主要布局6大環(huán)節(jié)，早期藥物開發(fā)最多，有392家，數(shù)據(jù)處理、臨床開發(fā)分別有235家、149家，端到端藥物開發(fā)、臨床前發(fā)展及藥物再利用則均未超過100家。
未有輔助研發(fā)新藥上市
到目前為止，尚未有AI輔助研發(fā)的新藥上市。有數(shù)據(jù)顯示，全球有超80款A(yù)I藥物進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，大多數(shù)處于臨床早期階段，僅有少數(shù)進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn)，還有部分AI輔助研發(fā)的藥物因臨床表現(xiàn)不佳而終止。
住友制藥與AI制藥企業(yè)Exscientia公司合作推進(jìn)的DSP-1181，被稱為全球首個(gè)由AI設(shè)計(jì)進(jìn)入臨床試驗(yàn)的藥物。該藥從構(gòu)思到分子的確定用時(shí)不到1年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于行業(yè)平均水準(zhǔn)（約5年）。2022年媒體披露，該藥因臨床結(jié)果不及預(yù)期，已經(jīng)終止于Ⅰ期臨床試驗(yàn)階段。
另一家AI制藥公司Black Diamond Therapeutics開發(fā)的小分子抑制劑BDTX-189已進(jìn)入Ⅰ/Ⅱ期，還曾獲得美國食藥監(jiān)局（FDA）授予的“快速通道”資格，2022年4月開發(fā)終止。
今年4月，英國AI藥物研發(fā)公司BenevolentAl宣布，用于治療特應(yīng)性皮炎的局部泛Trk抑制劑BEN-2293的Ⅱa期臨床試驗(yàn)沒有達(dá)到次要療效終點(diǎn)，該藥曾被認(rèn)為具備潛在同類最佳潛力。
郭晉疆博士指出，生命科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出多模態(tài)、多尺度、異質(zhì)化的特征，既有來自于基因測序的數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)或化學(xué)化合物結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，也有來自于生物活性的特定數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)量初步估算為百億級(jí)。而AI缺乏對(duì)生物體系機(jī)制的認(rèn)知，對(duì)不同尺度、不同層級(jí)的生物學(xué)數(shù)據(jù)缺乏系統(tǒng)性理解，如蛋白構(gòu)象變化、分子以及藥代動(dòng)力學(xué)過程等時(shí)間、空間尺度信息。
如何設(shè)計(jì)出能夠?qū)W習(xí)和理解生命科學(xué)龐大數(shù)據(jù)的大模型，很多頭部科技類企業(yè)、機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始探索，如全球健康藥物研發(fā)中心的xGPT、微軟研究院的SFM/Graphormer、北京智源人工智能研究院的天演/悟道、華為的盤古、百圖生科的xTrimo等。“這些大模型都試圖從不同的角度去融合學(xué)習(xí)生物醫(yī)藥領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)，最終希望構(gòu)建一個(gè)對(duì)生命科學(xué)有意義的通用人工智能體系，揭秘疾病的發(fā)展和生命的機(jī)制，從根本上賦能藥物研發(fā)的全過程。”郭晉疆表示，預(yù)期在未來一段時(shí)間內(nèi)，有少量的頭部科技類企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)會(huì)在該領(lǐng)域脫穎而出。
“從合作模式而言，如何構(gòu)建一個(gè)有效的閉環(huán)很重要。AI算法和實(shí)驗(yàn)之間的閉環(huán)，不僅僅存在技術(shù)上的難度，還有互信的難度。”微軟研究院科學(xué)智能中心首席研究員夏應(yīng)策認(rèn)為，應(yīng)建立有效的機(jī)制，讓AI的專家愿意為實(shí)際問題針對(duì)性地設(shè)計(jì)算法，實(shí)驗(yàn)組的化學(xué)專家們也愿意為AI設(shè)計(jì)出來的分子進(jìn)行評(píng)估和測試。
該領(lǐng)域已達(dá)成多個(gè)合作
經(jīng)歷算法迭代、算力提升、海量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的堆砌以及AIDD、AlphaFold2及ChatGPT等創(chuàng)新產(chǎn)品的出現(xiàn)，國內(nèi)AI制藥產(chǎn)業(yè)迎來高速發(fā)展的成長初期。中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029全球及中國AI在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研及投資前景分析報(bào)告》顯示，2021年，在疫情驅(qū)動(dòng)、資本加持下，AI制藥企業(yè)投產(chǎn)獲取第一輪成效，中國AI制藥市場規(guī)模為1.63億元，2022年增長至約2.92億元，預(yù)計(jì)2023年市場規(guī)模將達(dá)到4.14億元。
國內(nèi)的AI制藥企業(yè)已有近80家，包括騰邁醫(yī)藥、英矽智能、晶泰科技、億藥科技、星藥科技等企業(yè)，該細(xì)分領(lǐng)域也成為醫(yī)療領(lǐng)域的熱門投資賽道之一。2022年，全球AI制藥賽道相關(guān)融資總事件達(dá)144起，同比增長87%，總金額為62.02億美元，同比增長36%。其中，中國43起。
投中網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，今年前三季度，我國AI制藥企業(yè)融資事件發(fā)生24起，融資金額超億元的企業(yè)達(dá)12家，披露總金額超20億元，其中大部分企業(yè)都處于早期發(fā)展階段。新京報(bào)記者注意到，上述披露融資額的融資事件中，深勢科技、藥物牧場的融資進(jìn)度最快，均已進(jìn)入C輪融資，融資額分別為7億元、2700萬美元。紅云生物也已經(jīng)完成B輪融資，融資額近億元。其余企業(yè)的融資多處于A輪、Pre A輪或天使輪等。
今年以來，AI制藥領(lǐng)域也達(dá)成多個(gè)合作項(xiàng)目或合作項(xiàng)目取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展。
12月12日，全球健康藥物研發(fā)中心（GHDDI）與微軟研究院科學(xué)智能中心宣布達(dá)成合作，雙方將共同研發(fā)全球健康傳染病領(lǐng)域的生成式人工智能（AI）與基礎(chǔ)大模型技術(shù)，聚焦落地轉(zhuǎn)化，加速創(chuàng)新藥物研發(fā)。
8月，復(fù)星醫(yī)藥與英矽智能合作開發(fā)的抗腫瘤候選藥物獲得國家藥監(jiān)局批準(zhǔn)進(jìn)入臨床，成為雙方達(dá)成戰(zhàn)略合作以來取得的首個(gè)臨床里程碑。2022年，雙方曾達(dá)成合作協(xié)議，在全球范圍內(nèi)共同推進(jìn)多個(gè)靶點(diǎn)的AI藥物研發(fā)。
同樣在8月，石藥集團(tuán)與英矽智能、晶泰科技在創(chuàng)新藥研發(fā)AI領(lǐng)域達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，聚焦于具有高度臨床需求的戰(zhàn)略品種，以AI輔助藥物設(shè)計(jì)，提高新藥篩選效率和成功率。
6月，云南白藥披露，已與華為簽署《人工智能藥物研發(fā)全面合作協(xié)議》，雙方將在AI藥物研發(fā)領(lǐng)域開展廣泛的交流和合作，包括但不限于大小分子設(shè)計(jì)、相關(guān)病癥、數(shù)據(jù)庫開發(fā)等。
此外，藥明康德先后投資多家AI制藥企業(yè)，美迪西、成都先導(dǎo)、皓元醫(yī)藥、泓博醫(yī)藥等多家CRO企業(yè)也在不斷推進(jìn)“CRO＋AI”布局。
東吳證券研報(bào)認(rèn)為，AI輔助藥物研發(fā)已經(jīng)展現(xiàn)良好的適配性，有望實(shí)現(xiàn)藥物發(fā)現(xiàn)迭代升級(jí)，助力國內(nèi)新藥研發(fā)彎道超車。
新京報(bào)記者 王卡拉
校對(duì) 翟永軍
