12 月 10 日 - 11 日，由浙江省委人才辦、紹興市委市政府、《麻省理工科技評論》主辦的全球青年科技領(lǐng)袖峰會暨《麻省理工科技評論》中國 “35 歲以下科技創(chuàng)新 35 人” 頒獎典禮在紹興上虞舉行，“35 歲以下科技創(chuàng)新 35 人” 2020 年中國榜單正式發(fā)布。 會上， 晶泰科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CEO 馬健發(fā)表了《AI 賦能新藥研發(fā)》的主題演講。 他認為，過去很多年，AI 藥物研發(fā)公司普遍分布在從機理研究、藥物設(shè)計乃至到臨床研究，現(xiàn)在正從局部優(yōu)化逐漸走向全局優(yōu)化，AI 將為新藥研發(fā)帶來一個全新的加速過程。在藥物研發(fā)領(lǐng)域，AI 技術(shù)的下一塊拼圖在于數(shù)據(jù)，挖掘已有的數(shù)據(jù)很重要，但是更重要的是提高數(shù)據(jù)產(chǎn)生能力。 ????

他表示：“生命科學(xué)研究醫(yī)藥是與時間的賽跑，而人工智能就是下一個時代，生命科學(xué)爆發(fā)的一個外源動力。” 根據(jù)《中國發(fā)展報告 2020》，2050年時中國將擁有 3.8 億 65 歲以上的人口，占國家總?cè)丝诒壤_到 27.9%，這樣老齡化的發(fā)展會給生物醫(yī)藥帶來非常大的需求。2018 年有一部電影叫《我不是藥神》，其描述了用藥難的問題。事實上，目前很多創(chuàng)新藥物未能滿足臨床需求。很多人說 2020 年是生物醫(yī)藥的元年，這是因為疫情給我們提出非常多的新命題。 如何在最短的時間內(nèi)跨過重重障礙開發(fā)出新的藥物來？對生命科學(xué)技術(shù)來說，生物醫(yī)藥研發(fā)不僅是商業(yè)行為和經(jīng)濟問題，也是很大的社會問題。

馬健介紹，過去這些年藥物研發(fā)的整體回報率在不斷下降，新藥物越來越難被發(fā)現(xiàn)，越來越難被認可，同時還要面臨重重安全、有效等等關(guān)鍵指標的挑戰(zhàn)，有很多疾病到現(xiàn)在都沒有合適的藥物，還有很多疑難雜癥迄今尚無有效治療方法。 為什么這么難？藥物研發(fā)一般是從早期機理靶點發(fā)現(xiàn)，然后到臨床前研究，再進入人體的臨床研究。其中面臨著 “三高一長” 的特性：高風(fēng)險、高投入、高回報、周期長。基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)來講，一款創(chuàng)新藥物從最早研究的發(fā)現(xiàn)階段開始走到臨床，需要十年和二十六億美金，不僅耗資巨大，而且時間非常漫長。 藥物分子設(shè)計就像千軍萬馬過獨木橋，從最開始大量的候選化合物，經(jīng)過層層遴選后，很多化合物最后失敗在藥物安全性和藥效上。真正能夠走到最后上市的藥物，其實 FDA 每年最多批準三十幾個藥，但是全球藥物研發(fā)卻有大量的活動。

“藥物研發(fā)過程非常復(fù)雜，比如發(fā)現(xiàn)了一個疾病的致病基因，這個基因表達一個蛋白，蛋白就像一把鎖，這個鎖有一個鎖眼。藥物發(fā)現(xiàn)就相當于找一把鑰匙，這把鑰匙正好能打開這把鎖，可以調(diào)控機理治療疾病。當然，這是一種非常美好和形象的比方。在我們實際做研究和藥物發(fā)現(xiàn)的過程當中，真實的感覺卻更像另一部電影《諜中諜》。有時候就像是一個看上去不可能完成的任務(wù)。” 馬健打了個比方。 即便科學(xué)家設(shè)計出了一把 “鑰匙”，它完成了最后一步在細胞內(nèi)蛋白層面的操作，但是新藥進入人體內(nèi)，經(jīng)過器官、血液、吸收、穿透細胞膜，卻需要一個 “特工” 帶著這把鑰匙潛入敵人的大樓通過重重關(guān)卡，最終才能抵達病灶的終點。 所以，藥物的發(fā)現(xiàn)遠不是只設(shè)計一把” 鑰匙” 那么簡單，我們需要開發(fā)一個具備完善能力的分子才能夠有效去解決這樣的疾病。這個過程通常用物理和數(shù)學(xué)的方式層層進行篩選，從而多階段、多目標地優(yōu)化問題，在面臨這樣問題的時候，我們自然會想到，是否有更多的源頭創(chuàng)新的技術(shù)，能幫科學(xué)家們找到更多好的候選化合物，以及更好地優(yōu)化指標并把藥物快速設(shè)計出來。 這便是 AI 技術(shù)過去幾年在醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域越來越關(guān)鍵的原因，就像當年 AlphaGo 在圍棋領(lǐng)域戰(zhàn)勝人類冠軍一樣，最近谷歌新推出的 AlphaFold 程序利用 AI 技術(shù)做蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測，其實很多新思想和新方法也會對行業(yè)上下游有更多啟示。

AI 在藥物研發(fā)中，很多時候扮演的角色是幫助科學(xué)家去廣泛探索化學(xué)空間，精確找到可以成藥的分子。 比如類藥的化合物空間是一個非常龐大的數(shù)字 ——10 的 60 次方，這么大的化學(xué)空間中這么多可能的分子當中，要找到最后可能會治療疾病的藥物，人的智力可觸達的空間非常有限。科學(xué)家需要從分子的產(chǎn)生和分子搜索，再到計算化學(xué)和物理手段把分子的活性和選擇性相關(guān)藥效的屬性描述出來，之后再通過自動化高通量的方法合成和測試完成這樣的過程，來加速藥物發(fā)現(xiàn)。 “晶泰科技過去幾年一直致力于做藥物創(chuàng)新和 AI 賦能，在我們的實際工作中，跟藥企的合作和孵化創(chuàng)新藥物的過程都經(jīng)過了這樣的過程，我們的工作更像是藥物研發(fā)專家手里的升級武器，一個思想的放大器，專家給我們一個 idea，我們通過 AI 技術(shù)可以給你一千個、一萬個或是在新范圍內(nèi)找到更好的 idea，這樣就能完成思想的跨越，打開想象的空間。” 馬健說道。 目前，通過 AI 和量子物理算法，晶泰科技可以實現(xiàn)對類藥化學(xué)空間的全局探索，在更廣闊的化學(xué)空間中尋找全新的藥物分子。同時，在 AI 的協(xié)同下，對于可成藥分子的毒性、選擇性等關(guān)鍵性質(zhì)進行綜合打分，快速收斂。可以將發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物的速度從 12 個月提升到 3 個月，藥物發(fā)現(xiàn)的合成分子數(shù)量從上千降到 200 以內(nèi)。其晶型預(yù)測的效率更是驚人，僅用 14 天便能得到常規(guī)研究方法需要 1 年時間才能獲得的結(jié)果。

馬健表示，人工智能相當于給藥物化學(xué)家插上了想象力的翅膀，比如要設(shè)計一個分子，構(gòu)造新的化合物，AI 其實起到了放大器的作用，給科學(xué)家提供新的工具，工具非常重要，工具決定生產(chǎn)力，也決定生產(chǎn)關(guān)系。藥物研發(fā)當中的生產(chǎn)關(guān)系即是研發(fā)策略，AI 技術(shù)把一些瓶頸解決之后重組很多新的研發(fā)策略，能讓結(jié)果變得更加優(yōu)化。 而 AI 制藥未來下一個拼圖會是什么？他認為最重要的還是數(shù)據(jù)問題。AI 有數(shù)據(jù)和訓(xùn)練集，挖掘已有的數(shù)據(jù)很重要，但更重要的是提高產(chǎn)生數(shù)據(jù)的能力。

藥物的發(fā)現(xiàn)從最微觀的分子蛋白、到細胞、再到動物，整個過程就是一步一步建立生物和生命體相互認知的過程，AI 發(fā)揮的主要作用目前來講是在比較早期的階段，這個階段可以視作物理建模區(qū)，這個尺度下很多的相互作用和要素比較簡單，可以通過大量精確的物理學(xué)模擬獲得虛擬數(shù)據(jù)。通過虛擬數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，有針對性地提升 AI 的表現(xiàn)。 但是到了后面，更多要依賴于直接去探索自然界的實驗和人的經(jīng)驗，靠底層物理學(xué)的建模，不可能做好或較好完成這件事。因為，從分子到人是一條線，每一兩個點之間都有尺度的鴻溝，所以要思考在這個地方該用什么樣的方式來提升 AI 要表現(xiàn)的能力。

AI 藥物發(fā)現(xiàn)不是單純的算法問題，傳統(tǒng)上實驗工作更多基于過去人的腦力活動研究一種條件來進行，受限于實驗條件和物理規(guī)律，但是接下來科學(xué)家們需要更加豐富的實驗技術(shù)，打造更加強大的 AI 大腦，為它提供豐富更多標準化和高通量的數(shù)據(jù)。 馬健最后總結(jié)，AI 賦能藥物研發(fā)自動化、智能化是一個非常重要的建設(shè)工作，也是一個新的基建過程。過去這些年 AI 藥物研發(fā)公司，分布在從機理研究藥物設(shè)計乃至到臨床研究，現(xiàn)在正從局部優(yōu)化逐漸走向全局優(yōu)化，希望AI助力新藥研發(fā)帶來一個全新的加速過程。 晶泰科技在項目實踐中，已經(jīng)實現(xiàn) 1年左右將新藥研發(fā)項目推進至 PCC 階段，基本集成了以人工智能為核心的一站式藥物發(fā)現(xiàn)能力。晶型預(yù)測的效率更是突破性地提升，將項目研發(fā)周期縮短至14 天。在研究準確度更高，結(jié)果更具理論依據(jù)的基礎(chǔ)上，晶泰科技的研發(fā)模式大幅提升藥物研發(fā)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的效率。這些真實的項目數(shù)據(jù)，展示出人工智能技術(shù)有望成為生命科學(xué)爆發(fā)與裂變的技術(shù)支點，創(chuàng)造出更好的“新藥神”。 -End-

原文標題：晶泰科技CEO馬健：AI正在成為生命科學(xué)爆發(fā)與裂變的技術(shù)支點

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