隨著越來(lái)越多的大型制藥公司在新藥研發(fā)方面遇到了瓶頸，他們與人工智能藥物研發(fā)初創(chuàng)公司之間的合作也愈加的頻繁。

數(shù)字技術(shù)和人工智能正在推動(dòng)著醫(yī)療健康領(lǐng)域的革命。作為醫(yī)藥行業(yè)最為核心的環(huán)節(jié)之一，藥物研發(fā)是人工智能技術(shù)大展身手的重要領(lǐng)域。

人工智能發(fā)現(xiàn)藥物分子也被《麻省理工科技評(píng)論》評(píng)選為 2020 年“全球十大突破性技術(shù)”之一。

相對(duì)于傳統(tǒng)的方法，人工智能可以更快地發(fā)現(xiàn)新的分子化合物或是新興的藥物靶點(diǎn)，從而加快藥物研發(fā)過(guò)程。同時(shí)，它還可以更加準(zhǔn)確地去預(yù)測(cè)新藥后續(xù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而盡可能地提高藥物開發(fā)流程當(dāng)中每個(gè)階段的成功率。具體上來(lái)講就是通過(guò)整理總結(jié)不同蛋白序列、分子結(jié)構(gòu)、小分子組成的靶向藥物的臨床藥用效果、分子動(dòng)力學(xué)特征，以及靶向分子和癌細(xì)胞受體之間的結(jié)合力及穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練，從而實(shí)現(xiàn)模型的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

從企業(yè)的角度來(lái)講，人工智能技術(shù)的使用可以令大制藥公司和生物技術(shù)公司簡(jiǎn)化藥物開發(fā)工作，包括將大量的患者數(shù)據(jù)整合成容易消化的、確實(shí)的信息，最終顯著地降低藥品成本和開發(fā)時(shí)間。

大型制藥公司正在與 AI 初創(chuàng)公司合作開發(fā)新藥和治療方案

“人工智能 + 新藥研發(fā)”已然進(jìn)入了快速成長(zhǎng)期。在這里我們將總結(jié) AI 初創(chuàng)企業(yè)與大型藥企之間的合作關(guān)系網(wǎng)，從而揭示出這背后人工智能在藥物研發(fā)方面驅(qū)動(dòng)的力量以及大型制藥企業(yè)未來(lái)發(fā)展方向。

圖 | 截至 2019 年第三季度，大型制藥公司與 AI 藥物研發(fā)初創(chuàng)公司合作圖譜（來(lái)源：CB Insights）

默沙東和葛蘭素史克與 AI 平臺(tái)合作最為頻繁

通過(guò) CB Insights 平臺(tái)的匯總整理，這些大型制藥公司正在與同一批人工智能初創(chuàng)公司合作。

自 2012 年以來(lái)，默沙東和葛蘭素史克是在制藥公司當(dāng)中與人工智能藥物研發(fā)初創(chuàng)公司合作最為密切的兩家公司，其次是拜耳（Bayer），武田制藥（Takeda Pharmaceutical），阿斯利康（AstraZeneca），賽諾菲（Sanofi）和羅氏（Roche）。

默沙東公司是最早與人工智能藥物研發(fā)初創(chuàng)公司合作的制藥公司之一。2012 年，默沙東與 Numerate 公司合作研發(fā)心血管疾病的治療方法。位于美國(guó)舊金山的 Numerate 公司主要是利用機(jī)器學(xué)習(xí)軟件研發(fā)關(guān)于神經(jīng)退行性疾病（如帕金森氏癥和阿爾茨海默氏癥），心血管疾病和腫瘤的新興治療方案，并致力于為開發(fā)小分子療法的企業(yè)提供藥物設(shè)計(jì)平臺(tái)。Numerate 與制藥公司的許多合作都基于他們所具備的 ADME 和毒性預(yù)測(cè)能力。

相比于其他的人工智能藥物研發(fā)平臺(tái)，Numerate 公司成立時(shí)間較早，已經(jīng)有 13 年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。2014 年 6 月，Numerate 獲 800 萬(wàn)美元 C 輪融資，投資方包括 Atlas Venture 和禮來(lái)風(fēng)投等知名投資機(jī)構(gòu)。在 2019 年 8 月還獲得了美國(guó)國(guó)家心肺血液協(xié)會(huì)的 200 萬(wàn)美元的資金。

除了與默沙東的合作以外，Numerate 公司還與武田制藥、靈北和法國(guó)醫(yī)藥公司 Servier 均有合作項(xiàng)目。

2017 年 6 月，武田藥業(yè)與 Numerate 公司簽約，使用 Numerate 平臺(tái)開發(fā)腫瘤學(xué)、胃腸病學(xué)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的小分子藥物。同月，Numerate 公司宣布與 Servier 合作設(shè)計(jì)蘭尼堿受體（RyR2）的小分子調(diào)節(jié)劑，這個(gè)靶點(diǎn)被認(rèn)為在心血管疾病中起到重要的作用，但尚未具有藥物治療能力。這項(xiàng)合作可能會(huì)產(chǎn)生治療心力衰竭和心律失常的新興療法。2019 年 1 月，Numerate 公司宣布與靈北制藥合作研發(fā)治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床候選藥物。

作為另一家注重與人工智能初創(chuàng)公司合作的公司，葛蘭素史克自 2012 年以來(lái)已與 Insilico Medicine、Exscientia、深度智耀（Deep intelligent）和 Cloud Pharmaceutical 四家 AI 平臺(tái)建立了合作伙伴關(guān)系。

Insilico Medicine 是人工智能藥物研發(fā)領(lǐng)域的頭部玩家，其公司核心技術(shù)是開發(fā)一系列生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GANs）和增強(qiáng)學(xué)習(xí)方法（Reinforcement Learning）來(lái)識(shí)別蛋白質(zhì)靶點(diǎn)，從而生成具有特定屬性的分子結(jié)構(gòu)并合成數(shù)據(jù)。該公司在 2019 年 9 月完成了 3700 萬(wàn)美元的 B 輪融資，其中由啟明創(chuàng)投領(lǐng)投，斯道資本、F-Prime Capital、禮來(lái)亞洲基金、創(chuàng)新工嘗百度風(fēng)投等其他投資方跟投。

（來(lái)源：Insilico Medicine 官網(wǎng)）

2020 年 1 月，輝瑞也與 Insilico Medicine 達(dá)成了新的合作項(xiàng)目，旨在利用 Insilico Medicine 的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和專有的 Pandomics 平臺(tái)，為多種疾病尋找潛在的治療靶點(diǎn)。

中國(guó)本土的 AI 藥物研發(fā)公司深度智耀在這里不得不提。該公司已陸續(xù)推出了多個(gè)產(chǎn)品原型，從早期研發(fā)階段（AI 驅(qū)動(dòng)的藥物合成、藥物設(shè)計(jì)、藥物活性預(yù)測(cè)）到臨床研究階段（AI 驅(qū)動(dòng)的藥物警戒系統(tǒng)、注冊(cè)事務(wù)系統(tǒng)、寫作翻譯平臺(tái)、臨床數(shù)據(jù)編程系統(tǒng)）等覆蓋了新藥研發(fā)全流程上的一系列關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

深度智耀在 2018 年 10 月獲得來(lái)自紅衫中國(guó)的獨(dú)家 1500 萬(wàn)美元的 B 輪融資。

合作領(lǐng)域多為神經(jīng)退行性疾病和癌癥

雖然有部分合作項(xiàng)目未披露具體的研究藥物領(lǐng)域，但所披露當(dāng)中神經(jīng)退行性疾病以及癌癥方向是兩大熱門，其他領(lǐng)域還包括心血管以及胃腸道疾病領(lǐng)域。

2016 年 11 月，楊森制藥與英國(guó)獨(dú)角獸 BenevolentAI 達(dá)成協(xié)議，利用人工智能技術(shù)來(lái)評(píng)估小分子化合物在臨床的潛力，特別是在帕金森氏癥領(lǐng)域。公司核心技術(shù)是一個(gè)叫做 JACS 的人工智能系統(tǒng)。JACS 在運(yùn)算中從論文、臨床試驗(yàn)中提取大量的數(shù)據(jù)，提取推動(dòng)藥物研發(fā)的知識(shí)，提出新的可被驗(yàn)證的假設(shè)，加速新藥研發(fā)。

除此之外，去年 8 月 BenevolentAI 還宣布與 Neuropore Therapies 合作，評(píng)估通過(guò)人工智能鑒定的與進(jìn)行性退行性疾病有關(guān)的分子靶點(diǎn)。而 BenevolentAI 自身也在開發(fā)有關(guān)于肌萎縮側(cè)索硬化（ALS）的相關(guān)藥物。

BenevolentAI 是 2017 年 CB Insights 評(píng)選的全球人工智能百?gòu)?qiáng)公司。除了與楊森制藥的合作以外，公司近年來(lái)還在與阿斯利康合作尋找治療慢性腎病和特發(fā)性肺纖維化的新藥，以及與諾華合作開發(fā)癌癥相關(guān)的藥物。

另一方面，位于美國(guó)馬薩諸塞州的醫(yī)療行業(yè)數(shù)據(jù)化分析創(chuàng)業(yè)公司 GNS Healthcare 與羅氏基因泰克（Genetech）正在開展有關(guān)腫瘤學(xué)的研究合作，旨在使用 GNS 的人工智能平臺(tái)分析已知療法在腫瘤學(xué)中的功效。GNS Healthcare 的核心技術(shù)是把大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和仿真技術(shù)結(jié)合起來(lái)判斷疾病預(yù)后效果，從而輔助醫(yī)療供應(yīng)商進(jìn)行市場(chǎng)決策。

GNS Healthcare 背后受到了多家藥企巨頭的投資，這其中包括默沙東、安進(jìn)、新基制藥等。

Atomwise 和 Exscientia 兩家公司或成為最受藥企歡迎的合作伙伴

Atomwise 是藥物研發(fā)與人工智能結(jié)合領(lǐng)域代表性的公司，是由 Y Combinator 和 Khosla Ventures 投資的舊金山創(chuàng)業(yè)公司，目前已與禮來(lái)、默沙東、拜耳、輝瑞和艾伯維等多家大型醫(yī)藥公司合作。去年六月，Atomwise 與禮來(lái)簽訂了高達(dá) 5.6 億美元的 AI 驅(qū)動(dòng)藥物研發(fā)項(xiàng)目合作協(xié)議，旨在幫助禮來(lái)對(duì)特定疾病快速尋找到新的藥物分子。

2019 年 9 月，Atomwise 進(jìn)軍亞洲市場(chǎng)，與豪森藥業(yè)達(dá)成合作，雙方在多個(gè)治療領(lǐng)域針對(duì) 11 個(gè)未公開靶標(biāo)設(shè)計(jì)和發(fā)現(xiàn)潛在的候選藥物。Atomwise 的核心技術(shù)是使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造出分子化合物的 3D 模型并模擬生化反應(yīng)，預(yù)測(cè)化合物與靶蛋白之間的特異性結(jié)合。

英國(guó) AI 藥物發(fā)現(xiàn)公司 Exscientia 成立于 2012 年，目前已與葛蘭素史克和羅氏建立了常規(guī)研究合作項(xiàng)目。2019 年 4 月，Excientia 向葛蘭素史克交付了第一個(gè)通過(guò)人工智能發(fā)現(xiàn)的候選藥物，這是一個(gè)治療慢性阻塞性肺病（COPD）的潛在療法。

除此之外，Exscientia 還與賽諾菲合作開發(fā)了有關(guān)代謝性疾病的療法；與新基公司合作開發(fā)了針對(duì)癌癥和自身免疫性疾病的療法。2020 年 1 月，拜耳也加入了這一陣營(yíng)，宣布與 Exscientia 在心血管疾病和腫瘤藥物研發(fā)方向展開合作，項(xiàng)目金額可達(dá) 2.4 億歐元。就在上個(gè)月，Exscientia 表示公司已經(jīng)開發(fā)出第一款使用人工智能創(chuàng)造的藥物，并將開展臨床測(cè)試。

在融資方面，Exscientia 在 2019 年 1 月完成了 2500 萬(wàn)美元的B輪投資，該輪融資由新基公司、GT Healthcare Capital 以及 Evotec 共同參與完成。

另外一家備受關(guān)注的醫(yī)療初創(chuàng)公司是 OWKIN。它成立于 2016 年，總部位于紐約。OWKIN 使用聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)（Federated learning），即一種在保護(hù)隱私的同時(shí)使用敏感用戶數(shù)據(jù)訓(xùn)練 AI 的新興方法為制藥公司提供藥物研發(fā)服務(wù)，該技術(shù)是由谷歌在 2016 年最早提出。公司核心機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái) Owkin Socrates 能夠整合生物醫(yī)學(xué)圖像、基因組學(xué)和臨床數(shù)據(jù)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，將臨床數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為預(yù)測(cè)模型，為的是讓醫(yī)學(xué)專家們零門檻地使用人工智能技術(shù)，完成前沿的醫(yī)學(xué)研究、藥品研發(fā)和臨床診治。

谷歌旗下風(fēng)投基金 GV 參與了對(duì) OWKIN 的 A 輪融資。

目前，OWKIN 已與羅氏、益普生和安進(jìn)合作，旨在從患者數(shù)據(jù)中找到與疾病相關(guān)的生物標(biāo)志物。

總結(jié)

總體來(lái)說(shuō)，從藥企與人工智能藥物發(fā)現(xiàn)平臺(tái)越來(lái)越多的合作可以看出，人工智能推動(dòng)醫(yī)療健康行業(yè)變革是未來(lái)必然的趨勢(shì)。

雖然全球主流的 AI 制藥相關(guān)公司都集中在美英兩國(guó)，但值得一提的是，無(wú)論是人工智能藥物研發(fā)平臺(tái)初創(chuàng)企業(yè)背后的投資者（啟明創(chuàng)投、百度風(fēng)投、創(chuàng)新工嘗騰訊、藥明康德等），還是本身直接參與這場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中的玩家（晶泰科技、深度智耀、冰洲石生物科技等），中國(guó)的身影都無(wú)法忽視。

當(dāng)然 AI 制藥也面臨著不少挑戰(zhàn)，比如極少的產(chǎn)出、產(chǎn)出成果不足或不憂、相關(guān)的監(jiān)管政策以及標(biāo)準(zhǔn)模糊，未來(lái)不確定性強(qiáng)，發(fā)展也道阻且長(zhǎng)。

責(zé)任編輯：ct