《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者 孫曉萌
隨著人工智能技術(shù)成為千行百業(yè)打造全新想象力與未來(lái)可能性的利器，生物制藥行業(yè)也正在被AI所改變。
近期，人工智能在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注,“AI制藥”被認(rèn)為可能會(huì)徹底改變藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)流程，并已在資本市場(chǎng)引發(fā)熱潮。2024年上半年行情恢復(fù)較好，全球AI制藥融資有69起，投資額33.36億美元；中國(guó)AI制藥融資有22起，融資金額18.09億元。
當(dāng)前，全球AI制藥領(lǐng)域吸引了谷歌、微軟和亞馬遜等科技巨頭入局，同時(shí)頭部藥企輝瑞、強(qiáng)生、阿斯利康、默沙東都在積極布局相關(guān)研發(fā)領(lǐng)域。截至目前，中國(guó)AI制藥企業(yè)也已超過百家。
巨頭青睞、資本涌動(dòng)、創(chuàng)業(yè)火爆……AI制藥到底有何魅力？機(jī)遇何在？挑戰(zhàn)幾何？
AI制藥的“前世今生”
傳統(tǒng)制藥領(lǐng)域有一個(gè)非常著名的“雙十定律”，即研發(fā)費(fèi)用10億美元，研發(fā)周期10年。最新數(shù)據(jù)顯示，全球范圍的創(chuàng)新藥平均研發(fā)成本約為26億美元，研發(fā)周期為10.5年。藥企在高投入的同時(shí)，還得面臨新藥可能在臨床試驗(yàn)階段失敗的高風(fēng)險(xiǎn)。
新藥研發(fā)是一個(gè)復(fù)雜且耗時(shí)的過程，一般分為幾個(gè)主要階段。藥物發(fā)現(xiàn)階段包括以下步驟，一是目標(biāo)確認(rèn)，確定與疾病相關(guān)的生物分子或通路，作為潛在的藥物作用目標(biāo)；二是高通量篩選，使用自動(dòng)化技術(shù)篩選數(shù)千至數(shù)百萬(wàn)種化合物，找到能夠與目標(biāo)分子相互作用的候選藥物；三是先導(dǎo)化合物優(yōu)化，對(duì)初步篩選出的化合物進(jìn)行優(yōu)化，提高其活性、選擇性和藥物性質(zhì)。
藥物發(fā)現(xiàn)后，是新藥的臨床前研究、臨床研究、監(jiān)管審批，以及上市后監(jiān)測(cè)。AI可以參與的就是藥物發(fā)現(xiàn)階段，通過歸納推理優(yōu)化藥物研發(fā)，利用算力加速篩選優(yōu)化先導(dǎo)化合物。AI在后期流程也能發(fā)揮作用。
目前，AI工具在藥物發(fā)現(xiàn)階段已取得一些成果。例如，谷歌旗下DeepMind的AlphaFold工具，通過預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，顯著提高了藥物發(fā)現(xiàn)效率。它利用深度學(xué)習(xí)算法，在分子生物學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)突破。
此外，Insilico Medicine等公司也利用AI技術(shù)生成了新的藥物分子，并成功進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。實(shí)踐表明，AI在藥物篩選和優(yōu)化中確實(shí)具有潛力，可以大幅縮短藥物發(fā)現(xiàn)過程，通過訓(xùn)練模型提高篩選成功率。
當(dāng)前多家科技巨頭紛紛看多AI制藥領(lǐng)域，這些投資不僅推動(dòng)了技術(shù)發(fā)展，還促進(jìn)了AI技術(shù)在實(shí)際藥物開發(fā)中的應(yīng)用。例如，輝瑞公司和IBM Watson Health合作，致力于探索AI在癌癥治療中的應(yīng)用。
AI制藥賽道上主要有三類公司：科技巨頭、初創(chuàng)企業(yè)和大型藥企。公司業(yè)務(wù)按產(chǎn)業(yè)鏈劃分，主要是AI+biotech（使用AI自主研發(fā)創(chuàng)新藥）、AI+CRO（使用AI為客戶交付先導(dǎo)化合物、臨床前候選化合物）、AI+SaaS（僅提供AI工具）。
中國(guó)AI制藥已有布局
2022年1月，工業(yè)和信息化部等九部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提到，要探索人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在研發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用，通過對(duì)生物學(xué)數(shù)據(jù)挖掘分析、模擬計(jì)算，提升新靶點(diǎn)和新藥物的發(fā)現(xiàn)效率。
7月30日，上海市政府發(fā)布《上海市人民政府辦公廳關(guān)于支持生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)全鏈條創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》（以下簡(jiǎn)稱《意見》）。其中提到，要支持人工智能技術(shù)賦能藥物研發(fā)，建立隊(duì)列研究數(shù)據(jù)開放共享機(jī)制，打造高質(zhì)量語(yǔ)料庫(kù)和行業(yè)數(shù)據(jù)集，完善醫(yī)療醫(yī)保數(shù)據(jù)資源合作利用機(jī)制。
此次上海發(fā)布的《意見》，著重提到了要發(fā)揮人工智能技術(shù)在基礎(chǔ)研究、新藥研發(fā)、醫(yī)療服務(wù)等多方面的作用。
上海早在2021年10月就成立了“張江AI新藥研發(fā)聯(lián)盟”，聯(lián)盟由中科院上海藥物研究所、浙江大學(xué)上海高等研究院、美迪西、英矽智能、上海翰森等單位創(chuàng)始發(fā)起，包括張江集團(tuán)、晶泰科技等共計(jì)15家企業(yè)共同組建。
今年6月13日，晶泰科技在港交所掛牌上市，不僅被視為“中國(guó)AI制藥第一股”，還是首家以18C規(guī)則上市的硬科技公司。2022年全球收入最高的20家生物科技企業(yè)，有16家是其客戶。
過去幾年間，國(guó)內(nèi)的AI制藥投資經(jīng)歷了一波過山車行情。今年上半年，該行業(yè)在融資市場(chǎng)起勢(shì)。但是熱鬧表象下，需要看到中國(guó)AI制藥公司仍處于發(fā)展早期階段，大部分藥企還在資本市場(chǎng)的早期輪次。另外，不少投資者對(duì)AI制藥領(lǐng)域抱有觀望心態(tài)。
AI制藥的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
盡管AI制藥展現(xiàn)了巨大的潛力，但仍面臨著多方面挑戰(zhàn)。首先是數(shù)據(jù)質(zhì)量和復(fù)雜性問題，藥物開發(fā)需要大量高質(zhì)量數(shù)據(jù)，目前的數(shù)據(jù)質(zhì)量瓶頸限制了AI進(jìn)一步發(fā)揮作用。
此外，隨著AI制藥的應(yīng)用日益廣泛，相關(guān)法規(guī)和倫理問題也顯得越發(fā)重要。2023年，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）發(fā)布關(guān)于AI在藥物發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用指南，強(qiáng)調(diào)了風(fēng)險(xiǎn)控制和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)的重要性。
與此同時(shí)，在商業(yè)模式和行業(yè)生態(tài)上，新入局的科技公司雖然資金雄厚，但是大型藥企在這個(gè)賽道依然實(shí)力強(qiáng)勁。不少初創(chuàng)企業(yè)也有亮眼表現(xiàn)。
盡管AI在某些方面表現(xiàn)出色，但技術(shù)成果轉(zhuǎn)化仍然存在障礙。截至目前，還沒有完全由AI研發(fā)的新藥物成功進(jìn)入市常一方面是因?yàn)锳I技術(shù)本身還處于發(fā)展階段；另一方面還是前文所述的藥物研發(fā)極為復(fù)雜，即使完成藥物發(fā)現(xiàn)階段，后續(xù)步驟仍有很大不確定性。
可以預(yù)見的是，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和資本持續(xù)投資，AI制藥或?qū)⒃谖磥?lái)取得更多突破，但還需要面臨數(shù)據(jù)管理、商業(yè)模式適配、法規(guī)與倫理、技術(shù)限制等多方面挑戰(zhàn)。
AI制藥可能是“下一個(gè)未來(lái)”，但道阻且長(zhǎng)。
（本文刊發(fā)于《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》2024年第15期）
