"藥物研發(fā)是人工智能最重要和最大的應(yīng)用場(chǎng)景之一。"

本文為IPO早知道原創(chuàng)

作者｜Stone Jin

據(jù)IPO早知道消息，Insilico Medicine于2月24日宣布——首次將生物學(xué)和化學(xué)生成學(xué)相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)一種全新機(jī)制的用于治療特發(fā)性肺纖維化(IPF)的臨床候選新藥，并成功通過(guò)多次人類細(xì)胞和動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

鑒于IPF牽涉多種疾病，影響多個(gè)器官(肺、肝和腎)，這一新藥的出現(xiàn)意味著有望解決影響全球成千上萬(wàn)人的廣泛的未被滿足的醫(yī)療需求。

IPF病因至今未明，醫(yī)學(xué)界尚不清楚其發(fā)病機(jī)制，且該病多為散發(fā)，患者從出現(xiàn)癥狀到死亡，平均存活年限不超過(guò)5年。

廣泛的肺纖維化容易并發(fā)肺癌，晚期也會(huì)出現(xiàn)肺動(dòng)脈高壓。現(xiàn)用于治療IPF的藥物已在臨床使用30多年，僅對(duì)10%～30%的病人有療效?；颊咴诩膊⊥砥诳垦醑熖岣呱尜|(zhì)量，但情況不容樂(lè)觀。

Insilico Medicine創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Alex Zhavoronkov博士表示：“將正確的藥物靶點(diǎn)與正確的疾病聯(lián)系起來(lái)是藥物研發(fā)的最大挑戰(zhàn)”，“隨著今天我們實(shí)現(xiàn)第一個(gè)人工智能發(fā)現(xiàn)和科學(xué)驗(yàn)證臨床前候選藥物（PCC）的里程碑，Insilico攻克了藥物發(fā)現(xiàn)中的又一大障礙，并突破了傳統(tǒng)藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的另一瓶頸，這一過(guò)程花費(fèi)了非常少的成本和時(shí)間?！?/p>

AI改寫(xiě)藥物發(fā)現(xiàn)

從靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)到臨床前候選藥物的發(fā)明，Insilico僅用時(shí)不到18個(gè)月，就實(shí)現(xiàn)了靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、分子生成和通過(guò)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，動(dòng)物體內(nèi)IPF療效確認(rèn)及安全性評(píng)估，總成本約為180萬(wàn)美元，其他纖維化疾病療效研究總成本約為80萬(wàn)美元，合成和測(cè)試了不超過(guò)80個(gè)小分子化合物。

傳統(tǒng)的藥物發(fā)現(xiàn)首先是對(duì)數(shù)萬(wàn)個(gè)小分子進(jìn)行測(cè)試篩選，然后進(jìn)一步合成和測(cè)試數(shù)百個(gè)分子，以便得到少數(shù)幾個(gè)適合臨床前研究的候選藥物，其中只有大約1/10的候選藥物能夠最終通過(guò)人類患者的臨床試驗(yàn)。整個(gè)過(guò)程緩慢且成本昂貴，平均耗時(shí)10年，花費(fèi)十?dāng)?shù)億美元。

另一個(gè)進(jìn)一步阻礙新藥推向市場(chǎng)的障礙是，整個(gè)研發(fā)過(guò)程涉及的大量研發(fā)步驟—每一階段花費(fèi)數(shù)百至數(shù)千萬(wàn)美元—往往是由藥物研發(fā)行業(yè)中不同公司或不同的業(yè)務(wù)部門(mén)分散進(jìn)行的。

Zhavoronkov博士表示：“我們正在改寫(xiě)藥物發(fā)現(xiàn)的歷史，成為首個(gè)、也是唯一一個(gè)以人工智能為驅(qū)動(dòng)的藥物發(fā)現(xiàn)集成系統(tǒng)的開(kāi)創(chuàng)者和領(lǐng)導(dǎo)者”，“通過(guò)創(chuàng)建首個(gè)通用系統(tǒng)，將藥物開(kāi)發(fā)的所有領(lǐng)域從靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、小分子化合物設(shè)計(jì)以及將來(lái)的臨床試驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)聯(lián)系起來(lái)，Insilico的人工智能平臺(tái)將能夠支持藥物研發(fā)的每一階段的發(fā)展。”

AI如何發(fā)現(xiàn)新機(jī)制特發(fā)性肺纖維化藥物

Insilico Medicine從通過(guò)人工智能發(fā)現(xiàn)的20個(gè)與纖維化相關(guān)的全新潛在靶點(diǎn)開(kāi)始研究，將適應(yīng)癥范圍逐步縮小到專門(mén)針對(duì)IPF的一個(gè)新靶點(diǎn)。

靶點(diǎn)確定后，Insilico通過(guò)人工智能化學(xué)生成系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一組新的化合物來(lái)選擇性地抑制這個(gè)新靶點(diǎn)。這些分子必須具備良好的選擇性、生物利用度、代謝穩(wěn)定性、口服給藥性質(zhì)、安全性，及藥物特有的多個(gè)優(yōu)質(zhì)屬性。這些分子最初是由公司的生成化學(xué)人工智能系統(tǒng)Chemistry42其中的基于結(jié)構(gòu)的分子設(shè)計(jì)算法產(chǎn)生的，并且顯示在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)的有效性。

這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)隨后反饋給人工智能系統(tǒng)，人工智能再次設(shè)計(jì)新一批的化合物優(yōu)化活性及成藥性，并再次驗(yàn)證。

經(jīng)過(guò)數(shù)輪設(shè)計(jì)-合成-評(píng)估-優(yōu)化-重新設(shè)計(jì)循環(huán)后，目前已經(jīng)確定了臨床前候選化合物。Insilico的臨床前候選化合物通過(guò)了公司內(nèi)部和外部纖維化疾病領(lǐng)域?qū)＜业膰?yán)格評(píng)估，已進(jìn)入臨床前研究階段。

此外，Insilico還通過(guò)人工智能預(yù)測(cè)此IPF新靶點(diǎn)、新分子的二期臨床試驗(yàn)成功機(jī)率很高。Insilico目前正在進(jìn)行IND申報(bào)實(shí)驗(yàn)，目標(biāo)是在2022年初進(jìn)行臨床研究。

Insilico計(jì)劃繼續(xù)擴(kuò)大科研隊(duì)伍

2019年，Insilico開(kāi)創(chuàng)了歷史，它發(fā)明并推出了一種新的用于藥物發(fā)現(xiàn)的人工智能系統(tǒng)，能夠在21天從始至終創(chuàng)造出全新的分子，花費(fèi)僅約15萬(wàn)美元。由于靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的失敗率約為95%，Insilico當(dāng)時(shí)解決了該行業(yè)藥物發(fā)現(xiàn)的最大瓶頸之一。Insilico的人工智能軟件以利用現(xiàn)代人工智能技術(shù)的生成化學(xué)為驅(qū)動(dòng)，能夠快速生成具有特定性質(zhì)的新型分子結(jié)構(gòu)。

作為首家探索使用生成性對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）和生成式強(qiáng)化學(xué)習(xí)（RL）人工智能技術(shù)進(jìn)行藥物發(fā)現(xiàn)的公司，Insilico的人工智能軟件的成功是向業(yè)界展示首次成功發(fā)現(xiàn)和生成新的臨床候選化合物的科學(xué)驗(yàn)證。

此外，Insilico將獲得巨額資金支持，用于在多種新藥物靶點(diǎn)上開(kāi)展藥物發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)。公司已經(jīng)利用自主研發(fā)的Pharma.AI軟件，為制藥和生物技術(shù)公司提供靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和生成化學(xué)系統(tǒng)服務(wù)和支持。PandaOmics靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)AI系統(tǒng)可作為軟件服務(wù)提供，Chemistry42小分子生成化學(xué)平臺(tái)已于2020年9月開(kāi)始在藥企用戶現(xiàn)場(chǎng)安裝和部署。迄今為止，全球最先進(jìn)的制藥公司已開(kāi)始采用Insilico的Chemistry42分子生成和設(shè)計(jì)平臺(tái)，PandaOmics則在多個(gè)著名學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和制藥公司的藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)部門(mén)采用。

Insilico同時(shí)宣布，其將繼續(xù)壯大科研隊(duì)伍，已經(jīng)在上海建立了一支由20多位資深藥物研發(fā)人員組成的團(tuán)隊(duì)，由首席科學(xué)官（CSO）任峰博士領(lǐng)導(dǎo)，他于今年2月加入Insilico。此前相繼擔(dān)任美迪西生物醫(yī)藥公司生物部和化學(xué)部高級(jí)副總裁、GSK葛蘭素史克公司化學(xué)總監(jiān)。該團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)將人工智能發(fā)現(xiàn)的新藥項(xiàng)目推進(jìn)到臨床試驗(yàn)，并創(chuàng)建廣泛的臨床前/臨床藥物產(chǎn)品組合。

自2014年成立以來(lái)，Insilico Medicine已募集資金超過(guò)5200萬(wàn)美元。

啟明創(chuàng)投主管合伙人梁颕宇表示：“未來(lái)十年，中國(guó)將成為全球醫(yī)藥創(chuàng)新的重要力量，中國(guó)將在藥物的原發(fā)性創(chuàng)新上成為引領(lǐng)者和推動(dòng)者。藥物研發(fā)是人工智能最重要和最大的應(yīng)用場(chǎng)景之一，人工智能則是藥物研發(fā)最重大的技術(shù)紅利之一。AI賦能藥物研發(fā)，既能夠縮短藥物研發(fā)的時(shí)間，又能夠大大降低成本。Insilico不僅僅在技術(shù)上是領(lǐng)先的AI輔助藥物研發(fā)企業(yè)，同時(shí)，也創(chuàng)造了獨(dú)特的，充滿潛力和希望的商業(yè)模式，即通過(guò)自主研發(fā)的Pharma.AI平臺(tái)提供人工智能驅(qū)動(dòng)的藥物發(fā)現(xiàn)服務(wù)和軟件，以及自主開(kāi)發(fā)臨床前項(xiàng)目?！?/p>

創(chuàng)新工場(chǎng)董事長(zhǎng)兼CEO李開(kāi)復(fù)則指出：“創(chuàng)新工場(chǎng)投資Insilico Medicine英矽智能，從早期看好公司專注把前沿AI技術(shù)與新藥研發(fā)相結(jié)合的創(chuàng)新能力。這次在AI技術(shù)平臺(tái)的支持下，快速研發(fā)推進(jìn)針對(duì)特發(fā)性肺纖維化病癥的潛在的首創(chuàng)藥物分子，并成功達(dá)到臨床前候選藥物的里程碑，一定程度上驗(yàn)證了 AI算法結(jié)合藥物化學(xué)與生命科學(xué)，能夠更高效的研發(fā)出有巨大潛力的候選藥物分子，在全球范圍內(nèi)是個(gè)標(biāo)志性的里程碑。Insilico Medicine創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Alex Zhavoronkov博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，結(jié)合AI科學(xué)家和新藥研發(fā)科學(xué)家，兼具嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)方法論及以AI造福人類的愿景，是把AI用于解決真實(shí)世界重大挑戰(zhàn)的具體實(shí)踐?！?/p>