藥神來了？一文了解人工智能藥物研發現狀_TAT

整理|太浪

「沒人在會議上提及IBM的沃森。」

沃森是醫療AI產業化的先行者，曾在腫瘤診治方面被寄予厚望。但近兩年來，它風波不斷。

從去年開始，包含MD安德森腫瘤中心在內的多個客戶終止了與沃森的合作，理由是：沃森的診療效果始終不達預期，成本太高。今年5月，IBM對其醫療業務進行裁員，包括部分研發人員和營銷人員。7月，美國健康醫療媒體STAT爆出IBM的內部文件稱，沃森經常給出不準確的癌癥治療建議，甚至開錯了藥品。

沃森在腫瘤治療方面表現不佳，其與輝瑞合作的藥物開發試驗也「涼了」。

而對其他AI+新藥研發企業而言，數據的來源與質量是懸在其頭上的「達摩克利斯之劍」。

「沒人在會議上提及IBM的沃森」

「沒人在會議上提到IBM的沃森，只是說它在腫瘤治療方面表現不佳。」《Forbes》在一篇文章中提到。

撰文的是巴布森學院信息技術與管理專業的杰出教授、麻省理工學院數字經濟計劃的數字研究員和高級顧問TomDavenport與瑞士巴塞爾大學醫院臨床流行病學和生物統計學研究所的博士候選人KimberlyAlbaMcCord。

10月底，他們參加了CoreyLanePartners在哈佛醫學院舉辦的一個生物制藥人工智能應用峰會。會后，他們用文字記下了自己的會議觀察，并發表在《Forbes》上。

SPACE ID：提議將過去三個月一半收入，用于購買燃燒ID代幣:6月20日消息，去中心化身份協議SPACE ID發推稱，DAO IDP3的快照投票現已開始。IDP3提議，將3月23日至6月23日期間SPACE ID平臺產生的總收入的50%，用于購買和燃燒ID代幣；剩余50%分配給DAO金庫，由所有符合條件的ID代幣持有者管理。投票截止到6月26日晚上9:20，目前投贊成票的占比達到99.4%。[2023/6/20 21:47:59]

「沃森的人工智能套件似乎不再被視為促進藥物開發的一個重要因素。」他們還在文章中提到，「輝瑞的一位知情人士透露，他們使用沃森進行藥物開發的試驗仍在進行中，但公司正在『冷卻』這項技術。」

新藥研發是一個系統工程，從靶點的發現與驗證，到先導化合物的發現與優化，再到候選化合物的篩選及開發，最后進入到臨床研究。

藥物研發的基本流程，圖片來源：tdi.ox.ac.uk

研發費用高、研發周期長、研發成功率低一直是壓在制藥企業身上的「三座大山」。

塔夫茨藥物開發研究中心的數據顯示：開發一種新藥的平均成本為26億美元；一種新藥上市的平均時間約為12年；大約只有10%的候選藥物能從第一階段測試走向市場。德勤的數據顯示：2017年，美國最大的生物制藥公司的投資回報率下降至3.2％，令人沮喪。

數據：3月16日以太坊驗證者自愿退出達183人，創合并以來第二高記錄:3月18日消息，據Glassnode數據顯示，以太坊驗證者自愿退出數量在3月16日達到183人，創下自合并以來的第二高記錄，自愿退出是指驗證者選擇停止參與共識并離開驗證者池隊列，他們將不再提議或證明區塊，而且在上海升級后也無法提取此前質押的ETH。（cryptoslate）[2023/3/18 13:12:04]

新藥研發亟需一場變革。

AI重塑藥物研發

過去20年，計算機處理能力的持續快速增長，大量數據集的可用性以及先進算法的開發，大大推動了機器學習的發展。由此，專注于具體任務的「狹義人工智能」得以實現。

新藥研發領域數據密集，這讓人工智能有了用武之地。

「2007年6月12日，是AI歷史上值得銘記的一天。」

這一天，一個名叫Adam的機器人發現了一種酵母基因的功能。

通過搜索公共數據庫，Adam提出哪些基因編碼了釀酒酵母反應催化酶的假設，并在實驗室中利用機器人技術來檢驗其假設。英國亞伯大學和劍橋大學的研究人員各自檢驗了Adam關于19種基因有何功能的假設。其中9個假設是新的和正確的，只有1個假設是錯誤的。

數據：在23小時后將有超1877萬枚SOL進入市場流通:金色財經報道，據Lookonchain監測顯示，23小時后，共有18,775,348枚SOL（約3.3億美元)將流入市場。在Epoch 370中，1877萬枚SOL已被取消質押。當Epoch 370結束時，1877萬枚SOL可以被取回并可在市場上流通。[2022/11/9 12:38:53]

《Nature》稱之為：「終結了人類對科學新發現的壟斷。」

目前，人工智能被應用在新藥研發的各個領域。來自TechEmergence的一份報告研究了所有行業的人工智能應用，結果表明：人工智能可以將新藥研發的成功率從12％提高到14％，可以為生物制藥行業節省數十億美元。

動脈網·蛋殼研究院的報告顯示：截至2018年10月25日，國內外共有53家AI+新藥研發公司獲得融資，累計獲得融資總額共計13.1億美元。其中，國外有47家公司獲得融資，累計總額共計10.6億美元，國內有6家公司獲得融資，累計融資總額2.5億美元。這表明：AI+新藥研發已經進入快速成長期。

來源：動脈網；實際上，10月25日，晶泰科技宣布完成4600萬美元的B+輪融資。

AI不僅能夠挖掘出不易被發現的隱性關系，構建藥物、疾病和基因之間的深層次關系；也可以對候選化合物進行虛擬篩選，更快地篩選出具有較高活性的化合物，為后期臨床試驗做準備。

CoinShares：上周數字資產投資產品凈流出1560萬美元:11月7日消息，據CoinShares周報數據，上周數字資產投資產品凈流出 1560 萬美元，本月凈流出總額已達 1890 萬美元。其中比特幣的流出總額為 1320 萬美元，空頭比特幣投資產品的流出總額為 710 萬美元，以太坊的流入總額為 270 萬美元。或由于 SEC 與 Ripple 案件的進展，投資者信心提高，XRP 的流入總額為 270 萬美元。從區域來看，流出活動主要集中在美洲，美國、加拿大和巴西的資金流出分別為 2100 萬美元、210 萬美元和 180 萬美元。部分被來自德國的 400 萬美元和瑞士的 680 萬美元的流入所抵消。[2022/11/7 12:28:19]

許多公司使用AI來識別隱藏在大數據中的線索。據統計，有100多家初創企業在探索用AI發現藥物，傳統的大型制藥企業則是以合作的方式或自主研發的方式入局。

來源：動脈網

比如，Roche的子公司Genentech使用GNSHealthcare公司的AI系統，幫助Roche開發癌癥治療藥物；

百度和騰訊參與投資的Atomwise運用超級計算機、AI和復雜的算法模擬制藥過程，來預測新藥品的效果，同時降低研發成本，與它合作的，則是老牌醫藥巨頭默克藥廠；

NFT項目Okay Bears與IMG簽署授權協議:9月20日消息，Solana生態NFT項目Okay Bears與國際經紀公司IMG簽署授權協議，IMG已被任命為全球獨家授權代表，將為Okay Bears推出消費產品和體驗。（CoinDesk）[2022/9/21 7:09:32]

國內，獲谷歌、騰訊投資的晶泰科技與輝瑞簽訂戰略研發合作，融合量子物理與人工智能，建立小分子藥物模擬算法平臺，顯著提高算法的精確度和使用廣泛度，驅動小分子藥物的創新；

正大天晴與阿里云合作，借助阿里云的醫療AI，正大天晴獲得了一種全新的化合物篩選方法。數據結果顯示，與傳統計算機輔助藥物設計方法相比，這套機器學習模型的篩選準確率可提高20%。

Berg和Insilico這樣的初創公司比大型制藥公司走得更快。初創公司的一些領導者抱怨，大型制藥公司耗費了大量的時間在「踢輪胎」上，但收入卻很少。

有消息稱，輝瑞公司現在已經有超過150個AI項目在進行中，只是核心是藥物研發的很少。

入局者：瞄向藥物靶點環節的AI企業眾多

動脈網·蛋殼研究院對國內外78家涉足新藥研發的AI企業進行調研后發現：

AI在新藥研發領域主要應用于靶點發現、化合物合成、化合物篩選、晶型預測、患者招募、優化臨床試驗設計和藥物重定向7大場景。

AI在化合物合成和篩選方面比傳統手段可節約40%~50%的時間，每年為藥企節約260億美元的化合物篩選成本。在臨床研究階段，可節約50%~60%的時間，每年可節約280億美元的臨床試驗費用。即AI每年能夠為藥企節約540億美元的研發費用。

來源：動脈網

在李偉生物科技有限公司藥物化學主管）和黃牛看來，某些技術在藥物研發的某些階段的確能夠起到重要提速的作用，譬如已進入新藥研發多年的高通量篩選和計算機輔助藥物分子設計等曾經期待的「顛覆性」技術。

但藥物靶點對于整個新藥研發項目的重要性不言而喻，然而，當前的新藥研發還缺乏優質靶點。

人的身體是由細胞組成的，細胞由化學小分子和生物大分子共同組成，相互級聯作用構成一個復雜龐大的網絡，不同的生理功能可以看成這個巨大網絡中一條條串聯的線路。

除了外科損傷，大多數疾病纏身是由于這個網絡上某個線路發生了異常，這就好像某條交通線發生了堵塞一樣。吃藥的目的就是打開這個擁堵點。這個擁堵點也就是藥物分子需要作用的「靶點」。

因此，有很多公司重點在藥物靶點環節發力。根據動脈網·蛋殼研究院對78家涉足新藥研發AI企業的調研，其中，靶點發現環節的AI企業數量多達39家，占企業總數的50%。

常見的是，利用人工智能分析海量的文獻、專利和臨床結果，找出潛在的、被忽視的通路、蛋白和機制等與疾病的相關性，從而提出新的可供測試的假說，以期望發現新機制和新靶點。

比如，BergHealth就是基于人工智能的InterrogativeBiology平臺技術，通過分析海量病人和正常人樣本來尋找治療疾病的新靶點和診斷疾病的生物標志物。

IBMWatson新藥發現系統通過分析海量文獻尋找潛在的關聯性來產生新的假說推動新藥研發。

然而，李偉和黃牛認為，「生物系統本身就很復雜，人工智能之前的傳統方法也同樣磕磕碰碰，毫無疑問人工智能可以幫助生物學家產生新的假說，但是否會是更好的假說仍面臨極大的挑戰。」

之所以得出這樣的結論，其中一個原因是：數據質量參差不齊。

「baddatain,baddataout」

在制藥和生命科學中，數據是人工智能的關鍵。

「baddatain,baddataout」在10月底舉辦的那場生物制藥人工智能應用峰會上多次被提及。盡管各個企業都在努力改進自己的算法和AI基礎設施，但大家都清楚知道：高質量數據才是取得成功的關鍵。

研發新藥的成本是高昂的，人工智能被應用于藥物研發的各個階段，但若是數據質量不高，即使使用非常可靠的算法，也不會取得好結果，反而會浪費大量的資源和時間。

意識到這個問題后，數據收集者和企業便在收集數據上發力了。

IBM曾在2016年斥資26億美元收購醫療數據公司Truven。

2018年2月，制藥巨頭羅氏以19億美金收購腫瘤大數據公司FlatironHealth的全部股份。

據悉，FlatironHealth擁有大量癌癥領域的真實世界數據，包括從病患臨床記錄、基因組等數據，能夠幫助腫瘤學家和醫生做出更好的臨床診斷，選擇最佳的治療方案。同時，FlatironHealth也能為羅氏乃至整個行業的腫瘤藥物研發提供所需的技術和數據分析能力，幫助其做新藥研究決策，為腫瘤學研發設立全新的標準，加速新藥上市進程。

生物制藥人工智能應用峰會上，有幾位演講者提到，制藥公司傾向于囤積數據，并根據其數據庫的數量來評估未來的成功。

但賽諾菲首席數據官MilindKamkolkar認為，當下，通過知識共享開展合作以及提高已有數據的質量應該比積累數據更為重要。

但是，尋找藥物化合物的競爭是激烈的，沒有任何一家公司愿意向競爭對手提供他們辛辛苦苦得來的數據。

也許，在不久的將來，主要的醫療保健和制藥利益相關者將不得不與數據所有者(即醫療保健提供者、病人和其他醫療保健消費者)進行談判，以決定誰能夠利用數據做些什么。

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