研发魔术:借力AI寻找“新药宇宙”虫洞
时间:2024-10-26 08:20:25 来源:犬走浩思网 作者:综合 阅读:507次
打开凤凰新闻 ,新药宇宙查看更多高清图片宇道生物正试图用崭新的魔术“制药方法论”批量化开发药物 。(受访者供图)人工智能(AI)正在大幅增强人类对抗疾病的借力能力。在上海
,寻找新涌现的虫洞多家创业公司在AI助力下,瞄准最难啃的新药宇宙硬骨头,尝试新靶点 、魔术创造新分子。借力值得一提的寻找是,在这一新兴领域,虫洞相关团队正以最小的新药宇宙体量
、最快的魔术速度、最高的借力成功率
,追逐最好的寻找成果。可以说
,虫洞创新带来的爆发力尽显无疑。“宇宙元素”取名的背后AI制药的创新爆发力 ,在于它能以超常规的方式和效率 ,做到人所做不到的事。AI药企新锐星药科技的创始人兼CEO李成涛很喜欢讲述一个关于科学家、药物和宇宙的故事 :传统新药研发就像大海捞针,针对靶点
,从海量分子中层层筛选,直到找出最合适的做成药物 。迄今 ,人类已合成多达数十亿种分子,但全世界真正获批的原创小分子药一共只有上千种。而在理论上,可能成药的化合物种类多达10的60次方,这个数字就是在“1”后面有60个“0”。与之相比,人类曾经做过的尝试
,比沧海一粟更微不足道,唯有置于广袤的宇宙背景下 ,想象一粒沙子之于整个星系。可以说
,人类有待探索的新药空间几近无限
,但方法却必须改变。星药科技的英文名Galixir,源自“Galaxy(星系)”和“Elixir(万能药)”
。李成涛说 ,取名的初衷就是想借AI之力,探索浩瀚的化合物“宇宙” ,从中发现能治愈疾病的点点星光
。成立4年来 ,星药科技不断创新算法
,让AI在“通读”生物与化学大数据之后,可以从中提炼出蛋白质、药物和疾病之间的连接。AI可以跳过实验室,直接算出分子与靶点的结合能力;它还可以超越人类的思维 ,直接设计出那些从未合成过、甚至从未想象到的分子 ,这更是传统方法无法企及的。在一个项目中,星药科技曾用自研的AI模型
,针对一种自身免疫性疾病靶点生成了上千万种虚拟化合物。接着,在短短一个月内 ,由计算机仔细筛查每一种的成药性,选出3个分子
。而后,AI继续围绕分子结构进一步“打磨”
,经过80多个分子的迭代,最终顺利提名能用于临床试验的候选化合物。有意思的是
,另一家代表性AI药企——上海宇道生物技术有限公司,其英文名Nutshell(果壳)也带有满满的宇宙元素
。联合创始人、董事长兼CEO沈倩诚告诉记者 ,该名取自物理学家霍金的名著《果壳中的宇宙》。这本探讨宇宙起源、黑洞等的名著提出
,人类或许能利用“虫洞”这条“时空密道”实现星际旅行。而宇道生物的梦想,就是用AI找出药物靶点中的调控“虫洞” 。在人类蛋白质组中 ,相对易成药的靶点只占15%,却贡献了超过95%的药物 。随着这些“容易摘的桃子”近乎被摘完
,科学家不得不将精力放到难成药靶点上。研究发现
,难成药靶点中的变构位点,存在一种近乎“虫洞”的特殊效应,借此可以开发新药。过去,挖“虫洞”大多是碰运气,但AI展现出了洞悉“虫洞”奥妙的潜力
,从而让开发变构药物从早年的盲目探索变得理性。目前 ,宇道生物开发的“AI+物理学”平台 ,可以深入挖掘蛋白结构的运动规律,其预测隐藏变构位点的成功率接近80%。十年磨一剑 ,水到渠成目前
,AI制药已经在上海
、在张江出现集聚爆发态势,而这其实是十年磨一剑
、水到渠成的结果
。针对难成药靶点的变构药物开发
,是当前新药研发的前沿之一 。但是
,宇道生物核心团队已在此领域默默深耕十多年
。早在2009年,宇道生物创始人就开始涉足该领域
,迄今共发表相关论文100多篇。同时,他们又在世界上推出第一个也是目前最大的变构数据中心
,目前仍支撑着许多科研院所和企业的研究。创立公司之后 ,他们还开发多种针对变构药物研发的专有算法,推进多个变构药物管线
。可以说,无论学术研究还是成果转化,宇道生物都站在了高点。星药科技同样有着充分的技术自信。李成涛从清华大学清华学堂计算机科学实验班(“姚班”)毕业后赴美 ,获麻省理工学院博士学位,并在顶级学术会议上发表过10多篇论文
,是AI制药顶尖学者之一。2019年回国创业,他带领团队首创了多个世界领先的AI药物研发模型
。从做顶尖研究,到做顶尖企业
,之间还需要一个契机
。沈倩诚说 ,当年起步时,国内创新氛围与现在相去甚远
,外界并不相信中国企业可以在技术前沿拿到首创成果
,资本也不愿投入
。但2016年前后,随着国家政策的带动,原创新药研发获得前所未有的支持 ,宇道生物在2018年拿到天使投资 ,之后又连续完成多轮融资。CPU般极度精简的团队AI驱动下
,叠加张江药谷强大的创新配套能力,以及上海悉心打造的算力基础服务,AI制药领域的创业公司,能以异常精简的规模,集聚起强大能量,去追逐远大目标。星药科技在上海
、北京、深圳都有布点
,但加起来仅数十人。宇道生物集中在浦东张江,所有员工不足60人 。但在产出上
,两家公司都已在多条管线完成布局 ,体现出强大能量。究其原因,一方面是因为AI本身的高效,可以节省大量人力,另一方面,新药研发的非核心环节,比如生物和化学实验
,AI药企能以外包方式交给各类研发服务商。即使是算法训练和计算模拟环节
,也可以不用自己建机房、养团队——目前,宇道生物的算力绝大部分来自公有云平台,在国内他们也是药物研发领域最大的云计算用户之一。整体上,按沈倩诚所说,精简的团队就像是电脑的CPU(中央处理器)芯片
,只专注于最核心环节
,解决最困难问题,基于十年磨一剑打造的技术和算法,以极小的“体积”和“功耗”,输出强大的能力
。事实上
,技术模式的变化也带来产业模式之变 。李成涛表示 ,星药科技已形成以AI为核心、以科技为驱动的药物发现能力闭环,大幅提高新药研发最艰涩的临床前环节的成功率,使得研发时间从过去的4年至5年缩短到目前的1年至1年半,研发成本也更可控
。由于AI让制药的系统性风险显著下降,AI药企不用像传统生物科技公司那样只聚焦少数靶点
,而是能以“平台化”的模式推进研发。实际上,星药科技和宇道生物目前都在多条管线上齐头并进 ,试图用他们崭新的“制药方法论”批量化开发药物。此外,在AI制药领域
,新研发还造就了一种新的正循环:管线更多 ,就能产生更多数据,进而在训练模型和优化算法方面更高效;随后,更强的算法造就更强的AI,进而可以高效推进多条管线——某种意义上说,这有些类似链式核裂变反应
,一旦越过临界值,就会迎来核爆点 。作者:张懿编辑:傅璐*文汇独家稿件,转载请注明出处。
(责任编辑:探索)
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