計(jì)算機(jī)輔助藥物發(fā)現(xiàn)(computer-aided drug discovery,CADD)以“AI藥物發(fā)現(xiàn)”之名換代升級(jí)、熱潮又起。距離上一次對(duì)計(jì)算機(jī)高漲的熱情已經(jīng)過去快40年了,但目前AI藥物發(fā)現(xiàn)的進(jìn)展依舊緩慢。人工智能的擁護(hù)者們?cè)谶@一次AI浪潮中又將為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)帶來些什么?
“機(jī)器學(xué)習(xí)算法的突破、計(jì)算能力的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)、DNA測(cè)序以及DNA合成的加速發(fā)展,使我們能夠以前所未有的速度從生物學(xué)中學(xué)習(xí)。”國際知名醫(yī)療風(fēng)投機(jī)構(gòu)Flagship Pioneering(以下簡(jiǎn)稱“FP”)的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Noubar Afeyan曾在接受外媒采訪時(shí)說。FP用20年時(shí)間躋身國際知名醫(yī)療風(fēng)投機(jī)構(gòu)之列,與普通風(fēng)投不同的是,F(xiàn)P采取以假說驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新手段,一手孵化了包括Moderna在內(nèi)的超過100家初創(chuàng)公司,投資總額超過 340 億美元。
就在近期,F(xiàn)P又接連推出兩家自己孵化的AI藥物研發(fā)公司,一家名為Valo Health(以下簡(jiǎn)稱“Valo”),這是一家想利用機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)藥物發(fā)現(xiàn)的初創(chuàng)公司。而在不到兩周前,F(xiàn)P剛剛推出另一家AI藥物研發(fā)公司Generate Biomedicines(以下簡(jiǎn)稱Generate),專注于多種疾病的藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)。
而此次推出的兩家公司也并不是最新成立的,只是在最近才開始“拋頭露面”。FP為何踩在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)??jī)杉夜居泻尾煌縁P在AI藥物研發(fā)領(lǐng)域正在打著什么算盤?生輝帶著問題采訪了FP的合伙人David Berry、FP的高級(jí)顧問Jason Pontin。
David Berry是Valo的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官,他自2005年以來就擔(dān)任FP的合伙人,已創(chuàng)立了超過25家公司,并被《麻省理工科技評(píng)論》評(píng)選為“TR35年度創(chuàng)新者”。
Jason Potin是FP的高級(jí)顧問,他在2004-2017年間擔(dān)任《麻省理工科技評(píng)論》的首席執(zhí)行官、總編輯和出版商,加入《麻省理工科技評(píng)論》之前,他曾任全球知名投資風(fēng)向雜志《紅鯡魚》的編輯,《紅鯡魚》在投資界有“硅谷圣經(jīng)”之稱。Jason是麻省理工(MIT)開放式創(chuàng)新平臺(tái)Solve的創(chuàng)始人,也是MIT企業(yè)論壇的主席。
David Berry表示:“這兩家公司在實(shí)質(zhì)、階段和愿景方面截然不同。Valo是一家完全整合的藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)公司,包括靶點(diǎn)、分子發(fā)現(xiàn)和臨床開發(fā),而Generate是一家專注于蛋白質(zhì)的藥物開發(fā)公司。”
“Valo專注于打造一個(gè)完整的小分子藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)平臺(tái),Generate則專注于開發(fā)具有治療作用的新型蛋白質(zhì):化學(xué)物質(zhì)與大分子。”Jason Potin告訴生輝。
小分子和大分子藥物兩手抓
Valo由David Berry等人在2019年初創(chuàng)辦,目的是想要改變藥物的開發(fā)方式,以便能夠用更快和更有效的方式治療疾病。Valo主要關(guān)注心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病和腫瘤領(lǐng)域。
David Berry介紹說:“Valo擁有100多人的團(tuán)隊(duì),他們讓完全集成的平臺(tái)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),Opal ComputationalPlatformTM平臺(tái)可以利用人類數(shù)據(jù),讓藥物開發(fā)變得更快速、更高效和更便宜(而不是該行業(yè)過去使用過的替代品--小鼠和細(xì)胞)。我們?cè)诮ㄔ旌褪褂迷撈脚_(tái)方面都取得了很大的進(jìn)步。”
2019-2020年,Valo先后收購了AI制藥公司Numerate和生物制藥商FORMA Therapeutics的一些資產(chǎn),包括兩個(gè)早期發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室和R&D庫等,這些資產(chǎn)也進(jìn)一步幫助Valo的Opal Computational PlatformTM平臺(tái)和Numerate的計(jì)算模型的結(jié)合進(jìn)一步增強(qiáng)。
“制藥業(yè)已經(jīng)成熟,可以進(jìn)行顛覆。使用人類數(shù)據(jù)是Valo的核心,也是優(yōu)勢(shì),我們可以設(shè)計(jì)出更高的可信度,更低的成本,更快的藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程,從而有可能向患者提供更多更好的藥物。”David Berry說道。
另一家公司Gnenrate由Avak Kahvejian和Geoffrey von Maltzahn在2018年聯(lián)合創(chuàng)立,是FP將兩個(gè)在研項(xiàng)目合并后成立的新公司,目的是開發(fā)具有治療作用的新型蛋白質(zhì)。Avak 是生命科學(xué)的發(fā)明家、企業(yè)家和首席執(zhí)行官。自2011年以來,他一直是FP的合伙人。Geoffrey 于2009年加入FP,并擔(dān)任普通合伙人。他是醫(yī)療保健和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域多家突破性公司的發(fā)明家、企業(yè)家、首席執(zhí)行官和共同創(chuàng)始人。
其中一個(gè)項(xiàng)目是由Avak 領(lǐng)導(dǎo)的,該項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的折疊需要三級(jí)結(jié)構(gòu)基序,這一發(fā)現(xiàn)可以讓研究人員設(shè)計(jì)出能夠折疊并具有功能的新型蛋白質(zhì)。另一個(gè)項(xiàng)目是由FP的投資總監(jiān)Molly Gibson和Geoffrey合作,他們測(cè)試了機(jī)器學(xué)習(xí)在自然語言處理和圖像處理等領(lǐng)域取得的進(jìn)步是否可以應(yīng)用到蛋白質(zhì)的氨基酸序列中。2018年,研究人員發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)項(xiàng)目具有相同的目標(biāo)—建立用于創(chuàng)建蛋白質(zhì)藥物的開發(fā)平臺(tái)。“這兩個(gè)項(xiàng)目分別聚焦于結(jié)構(gòu)基序和序列,我們認(rèn)為兩者結(jié)合后能讓我們做的更快、更大。”Geoffrey表示。
Generate的Generative Biology(以下簡(jiǎn)稱Biology)平臺(tái)可以利用已知的蛋白質(zhì)信息,解析決定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的遺傳信息,從而創(chuàng)建出具有治療效果的新型蛋白質(zhì)序列。Generate用該平臺(tái)在COVID-19大流行期間開發(fā)出了針對(duì)SARS-CoV-2的治療候選藥物,該過程用時(shí)不到17天,而且成功率比傳統(tǒng)的的藥物開發(fā)過程高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
據(jù)了解,Valo和Generate并不是FP僅有的AI藥物研發(fā)公司,它曾在2017年推出過Cellarity。Cellarity在Avak和FP的合伙人Nick Plugis 的帶領(lǐng)下,由人工智能、網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)、研究開發(fā)和技術(shù)領(lǐng)域的專家組成了一支跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì),專注于利用單細(xì)胞技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)揭示特定細(xì)胞的狀態(tài),通過研究和改變細(xì)胞行為來發(fā)現(xiàn)和開發(fā)藥物。Cellarity的目標(biāo)是提高藥物發(fā)現(xiàn)的成功率和速度。
(來源:生輝根據(jù)公開資料整理)
人工智能為生物醫(yī)藥帶來了諸多機(jī)會(huì),包括藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的成本、速度、效率。但是到目前為止,人工智能并沒有發(fā)現(xiàn)任何藥物,對(duì)此,David Berry表示:“人工智能行業(yè)還很年輕。它面臨并且將要面臨的最大障礙之一就是‘garbage-in-garbage-out problem’。數(shù)據(jù)質(zhì)量至關(guān)重要。如果平臺(tái)沒有把控源頭的數(shù)據(jù)質(zhì)量,我們將會(huì)深陷于與以往相同的低質(zhì)量數(shù)據(jù)運(yùn)算中,這些數(shù)據(jù)的成功率很低。”
同行評(píng)價(jià):入局稍晚,但優(yōu)勢(shì)突出
“AI藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域非常火熱,生物技術(shù)領(lǐng)域的主要玩家通過各種會(huì)議、期刊論文以及投資人的熱情中已經(jīng)非常了解這個(gè)市場(chǎng)了。FP現(xiàn)在入局可能稍微有點(diǎn)晚,但他們已經(jīng)孵化了三家AI公司。”全球頭部的人工智能藥物研發(fā)公司Insilico Medicine的創(chuàng)始人兼CEO Alex Zhavoronkov評(píng)論稱。
Alex分析道:Valo(前身是Integral)這家公司在去年夏天收購了我們領(lǐng)域規(guī)模最小但歷史最悠久的公司Numerate,還買下了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)室。另一家公司Cellarity,更多關(guān)注細(xì)胞行為層面,它也有一個(gè)小實(shí)驗(yàn)室。這兩家公司向投資人講的內(nèi)容和故事與另一家AI公司Insitro很是相似。Generate這家公司有點(diǎn)像我們之前和Juvenescence合作成立的Generait Pharmaceuticals ,這家公司將在generative biology領(lǐng)域和我們直接競(jìng)爭(zhēng)。不過目前我們還沒有看到這家公司更多的驗(yàn)證數(shù)據(jù)。
他認(rèn)為FP選擇現(xiàn)在推出這兩家公司,可能是為了更多地籌集資金。FP的AI公司的主要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)就在于,他們有能力招聘到適合公司的、有豐富經(jīng)驗(yàn)的管理團(tuán)隊(duì)和人才。與其它初創(chuàng)公司相比,David Berry和FP的其他幾位同事與許多頂級(jí)制藥公司的CEO都是朋友,他們可以很容易就獲得大量資金。
AI為定制化藥物帶來機(jī)會(huì)
一款新藥從開始研發(fā)到獲批上市,需要大約14年的時(shí)間,平均耗資約26億美元,但臨床成功率不到10%。而隨著數(shù)字醫(yī)療和人工智能的出現(xiàn),新藥研發(fā)領(lǐng)域也正在發(fā)生重大革新。
根據(jù)CB Insights的統(tǒng)計(jì),近年來藥企和人工智能達(dá)成的合作越來越多,合作的方向和覆蓋適應(yīng)癥也拓展到了腫瘤和神經(jīng)退行性疾病。
在國內(nèi),騰訊、百度的加入讓這一領(lǐng)域更加火熱。尤其是國內(nèi)AI藥物研發(fā)公司晶泰科技近期宣布完成3.1億美元的C輪融資,創(chuàng)造了全球AI藥物研發(fā)領(lǐng)域融資額的最高紀(jì)錄。Alex 評(píng)論稱:“這是非常革命性的,我從各個(gè)角度都對(duì)中國很欽佩,我認(rèn)為這是非常重要的舉動(dòng),因?yàn)樗蛟S多年輕人表明這是未來的產(chǎn)業(yè)。”
圖 | 超過100家AI企業(yè)入局生物醫(yī)藥領(lǐng)域(來源:CB Insights)
對(duì)于中國互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛入局生物醫(yī)藥,David Berry回應(yīng):“目前的藥物開發(fā)僅關(guān)注全球7%的人口,而忽略了其他93%的人口。人工智能創(chuàng)造了一個(gè)可以量身定制藥物開發(fā)的機(jī)會(huì),使藥物真正適合其使用群體。一個(gè)完整的藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)平臺(tái)將有機(jī)會(huì)為特定人群開發(fā)藥物,這可能會(huì)成為制藥行業(yè)的新領(lǐng)域。” 而且目前的中國醫(yī)藥市場(chǎng)存在很大的機(jī)會(huì),“我們可以針對(duì)中國人群開發(fā)特定的藥物,或者是在歐洲/美國開發(fā)適合中國人群的藥物。”
“人工智能領(lǐng)域經(jīng)歷了許多周期,包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、互聯(lián)網(wǎng)、基因組革命、大數(shù)據(jù)以及現(xiàn)在的AI。大多數(shù)成功的AI公司誕生于2013-2015年左右,那個(gè)時(shí)候深度學(xué)習(xí)開始在圖像識(shí)別方面超越人類。”Alex說道,“與消費(fèi)科技不同,有大約1萬個(gè)靶點(diǎn)和1萬種疾病需要我們?nèi)ソ鉀Q,因此我想我們這個(gè)行業(yè)還需要另外100家公司。”
新藥研發(fā)和人工智能的潛力隱匿在資本的認(rèn)可下,兩者到底會(huì)碰出什么樣的火花?又會(huì)給這個(gè)領(lǐng)域帶來什么樣的沖擊?或許現(xiàn)在回答還太早,但是隨著資本的進(jìn)入以及各大公司的合作,必將帶動(dòng)生物領(lǐng)域的飛速發(fā)展。
參考:
https://www.forbes.com/sites/alexknapp/2020/09/23/this-startup-has-raised-nearly-100-million-to-make-good-on-the-promise-of-ai-for-drug-discovery/#4254cfb11eec
https://www.flagshippioneering.com/companies/valo
https://www.ershicimi.com/p/113d5bea5e2d6bcf61b73106a8b11b20
責(zé)任編輯:xj
原文標(biāo)題:美國頂級(jí)生物技術(shù)風(fēng)投如何孵化AI藥物研發(fā)組合:大小分子藥物兩手抓,但數(shù)據(jù)質(zhì)量仍是最大掣肘
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