Insilico Medicine打開AI制藥新大門，將新藥研發(fā)縮短至18個(gè)月

AI藥物研發(fā)公司Insilico Medicine宣布，其在全球首次利用人工智能發(fā)現(xiàn)新機(jī)制特發(fā)性肺纖維化藥物，這也意味著AI制藥時(shí)代或?qū)⒄介_啟。

眾所周知，研發(fā)一種新藥推向市場(chǎng)是一個(gè)復(fù)雜且消耗資源的過程，制藥公司平均需要花費(fèi)26億美元，以及長(zhǎng)達(dá)10年的研發(fā)時(shí)間。

從疾病假設(shè)到臨床前候選藥物，Insilico Medicine的整個(gè)藥物發(fā)現(xiàn)過程只用了不到18個(gè)月完成，并只花費(fèi)了約為200萬美元的經(jīng)費(fèi)。與傳統(tǒng)的藥物發(fā)現(xiàn)過程相比，這一成就的速度快了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，所耗費(fèi)成本也低了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

Insilico Medicine如何借助AI破解新藥研發(fā)的時(shí)間和成本困局？投資人又是怎樣看待”AI+醫(yī)療”賽道？

3月2日，在《從“AI＋醫(yī)療”到數(shù)字醫(yī)療：機(jī)遇與挑戰(zhàn)》為主題的云端高峰論壇上，Insilico Medicine攜手兩家頂尖投資機(jī)構(gòu)——啟明創(chuàng)投、創(chuàng)新工場(chǎng)，共同探討了數(shù)字醫(yī)療的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

AI賦能新藥研發(fā)

新藥研發(fā)是人類發(fā)展中最復(fù)雜、最具風(fēng)險(xiǎn)和耗時(shí)最漫長(zhǎng)的技術(shù)研究領(lǐng)域之一。要想發(fā)現(xiàn)一種藥物，需要許多生物、化學(xué)和醫(yī)學(xué)方面的高智商和高技能的專家，耗時(shí)耗錢，且失敗率達(dá)90%以上。

Insilico Medicine 英矽智能首席科學(xué)官任峰博士表示，目前，醫(yī)藥行業(yè)面臨三大痛點(diǎn)：第一，怎樣找到合適或全新的靶點(diǎn)治療某種疾病；第二，找到靶點(diǎn)后如何發(fā)現(xiàn)全新的化合物，將靶點(diǎn)推向臨床；第三，如何涉及臨床方案以漸少不可預(yù)測(cè)性。

面對(duì)這些痛點(diǎn)，Insilico Medicine帶來了新的解決方案。

Insilico Medicine首次利用許多相互關(guān)聯(lián)的深度學(xué)習(xí)模型和其他先進(jìn)的人工智能技術(shù)，成功地將生物學(xué)和化學(xué)結(jié)合起來，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的生物靶點(diǎn)，并生成了能夠作用于特發(fā)性肺纖維化（IPF）這一非常難治疾病的一個(gè)新的小分子。

短短1年半的時(shí)間里發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的泛纖維化疾病靶點(diǎn)和一個(gè)具有前所未有作用機(jī)制的候選藥物，Insilico Medicine的成功不是偶然，其在“AI+醫(yī)療”領(lǐng)域早已布局多年。

2015年，Insilico Medicine開始了生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）的早期探索性實(shí)驗(yàn)。后來，公司對(duì)基于GAN的人工智能藥物設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行了一些改進(jìn)和設(shè)計(jì)新功能，并開始為發(fā)明申請(qǐng)專利。

2017年，公司建立了多個(gè)工作GAN模型，包括指紋druGAN、SMILES的ORGAN、各種帶有強(qiáng)化學(xué)習(xí)和LSTM的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）架構(gòu)、敏捷時(shí)間卷積網(wǎng)絡(luò)（ACTN）和強(qiáng)化對(duì)抗神經(jīng)計(jì)算機(jī)（RANC）。

2018年，Insilico Medicine在構(gòu)建和驗(yàn)證一個(gè)強(qiáng)大的深度生成模型“生成式張量強(qiáng)化學(xué)習(xí)”（GENTRL）方面取得了進(jìn)展。GENTRL是一種用于藥物發(fā)現(xiàn)的新型人工智能系統(tǒng)，它極大地加速了先導(dǎo)藥物發(fā)現(xiàn)過程從數(shù)年縮短到數(shù)天。

逐漸的，Insilico Medicine搭建了一個(gè)一體化的AI平臺(tái)，集整合創(chuàng)新靶點(diǎn)、創(chuàng)新分子發(fā)現(xiàn)、及臨床研究結(jié)果預(yù)測(cè)為一體，它包含3個(gè)關(guān)鍵組件：其一是靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和多組數(shù)據(jù)分析引擎 PandaOmics, 其二是全新的分子設(shè)計(jì)引擎 Chemistry42, 其三是臨床試驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)引擎 InClinico。

這三個(gè)關(guān)鍵組件可以解決上述任峰博士闡述的醫(yī)藥行業(yè)面臨的三大痛點(diǎn)。

市場(chǎng)上很少有真正創(chuàng)新的藥物。2020年，F(xiàn)DA共批準(zhǔn)53款新藥上市，其中35種是小分子藥物，這是史上新藥獲批數(shù)量最高的一年，而且這些藥物中的許多都是針對(duì)已知分子靶點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)能夠作用于廣泛適應(yīng)癥新靶點(diǎn)的新分子是極其罕見的。

人工智能技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)被證明在藥物發(fā)現(xiàn)過程的幾乎每一個(gè)步驟都是有幫助的，特別是在疾病假設(shè)和靶點(diǎn)識(shí)別階段。深度學(xué)習(xí)模型和自然語言處理技術(shù)在建模大型復(fù)雜多維數(shù)據(jù)集如基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、臨床數(shù)據(jù)、靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化文本（研究論文、專利、科研經(jīng)費(fèi)等）方面的作用不可小覷。

Insilico Medicine團(tuán)隊(duì)耗費(fèi)數(shù)年時(shí)間構(gòu)建和集成了數(shù)百個(gè)人工智能模型，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的能夠作用于廣泛適應(yīng)癥的靶點(diǎn)，以及相應(yīng)的候選藥物，整個(gè)研發(fā)過程僅耗費(fèi)短短 18 個(gè)月，研發(fā)成本相當(dāng)于類似項(xiàng)目的十分之一，并首次利用人工智能發(fā)現(xiàn)新機(jī)制特發(fā)性肺纖維化藥物。

本次線上發(fā)布會(huì)上，Insilico Medicine還帶來了解決特發(fā)性肺纖維化疾病 (IPF) 的最新研究結(jié)果。肺纖維化疾病廣泛存在，常發(fā)于中老年人群。Insilico Medicine 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基于年齡和不同類型的纖維化進(jìn)行訓(xùn)練，識(shí)別了一系列相關(guān)靶點(diǎn)。

資本布局“AI+醫(yī)療”

天眼查數(shù)據(jù)顯示，從2014年成立至今，Insilico Medicine已經(jīng)先后進(jìn)行6輪融資，其中不乏啟明創(chuàng)投、創(chuàng)新工場(chǎng)、藥明康德等著名投資方。

談到創(chuàng)新工場(chǎng)投資Insilico Medicine，創(chuàng)新工場(chǎng)董事長(zhǎng)兼CEO李開復(fù)表示，早期看好公司專注把前沿AI技術(shù)與新藥研發(fā)相結(jié)合的創(chuàng)新能力，此外，Insilico Medicines的團(tuán)隊(duì)是由創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Alex Zhavoronkov博士帶領(lǐng)，結(jié)合了AI科學(xué)家和新藥研發(fā)科學(xué)家，有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)。

“投資Insilico Medicine那年，我記得是在洛杉磯第一次見到Alex，我對(duì)Alex的看法有幾個(gè)很突出的特點(diǎn)。第一個(gè)也是最重要的，他是結(jié)合生物和AI兩方面的專家，世界上這樣的人才是非常少的。”李開復(fù)在論壇上鼓勵(lì)年輕朋友們成為這樣的跨領(lǐng)域?qū)＜摇?

李開復(fù)還提到，創(chuàng)新工場(chǎng)不會(huì)只看醫(yī)療AI的賽道，公司的醫(yī)療團(tuán)隊(duì)投了大約20個(gè)醫(yī)療的項(xiàng)目。在看AI賽道的時(shí)候，會(huì)把AI組跟醫(yī)療組搭配在一起看，這樣會(huì)有一定的優(yōu)勢(shì)。

優(yōu)秀的投資人應(yīng)該具備什么樣的素質(zhì)？李開復(fù)表示，每一個(gè)團(tuán)隊(duì)都還是要有專業(yè)的人。“就像Insilico Medicine有AI跟生物的專才是一樣的，投資的團(tuán)隊(duì)當(dāng)然要有對(duì)金融業(yè)務(wù)、產(chǎn)品商業(yè)很了解的投資人。”他認(rèn)為，多個(gè)博士的團(tuán)隊(duì)會(huì)很理想，但是不見得每一家機(jī)構(gòu)都需要，投資的判斷還是最重要的。

啟明創(chuàng)投主管合伙人梁颕宇則表示，AI賦能藥物研發(fā)，既能夠縮短藥物研發(fā)的時(shí)間，又能夠大大降低成本。Insilico Medicine不僅僅在技術(shù)上是領(lǐng)先的AI輔助藥物研發(fā)企業(yè)，同時(shí)也創(chuàng)造了獨(dú)特的的商業(yè)模式，即通過自主研發(fā)的Pharma.AI平臺(tái)提供人工智能驅(qū)動(dòng)的藥物發(fā)現(xiàn)服務(wù)和軟件。

“我們看過的幾乎所有AI輔助研發(fā)藥物企業(yè)，幾乎都尚未發(fā)展出他們所對(duì)外聲稱的那些能力，除了Schr?dinger和Insilico Medicine之外。”梁颕宇提到，用AI制藥可以將上千上萬靶點(diǎn)的工作簡(jiǎn)化，也就是Insilico Medicine去做的事情，啟明創(chuàng)投的科技團(tuán)隊(duì)對(duì)Insilico Medicine后臺(tái)的系統(tǒng)進(jìn)行了很全面的評(píng)估。

值得注意的是，盡管Insilico Medicine人工智能平臺(tái)目前取得的了突破性的進(jìn)展，但顛覆式的改革制藥行業(yè)的工作才剛剛開始，領(lǐng)先的藥物研發(fā)機(jī)構(gòu)要大規(guī)模采用人工智能驅(qū)動(dòng)的研發(fā)還需要一段時(shí)間。

隨著人工智能在醫(yī)療健康領(lǐng)域滲透，并不斷取得突破，例如語音錄入病歷、醫(yī)療影像智能識(shí)別、輔助診療、癌癥診斷、AI醫(yī)藥研發(fā)等包括AI+醫(yī)療在內(nèi)的數(shù)字醫(yī)療，正在持續(xù)產(chǎn)生最新的技術(shù)及應(yīng)用。

AI對(duì)醫(yī)療究竟意味著什么？在論壇的最后，李開復(fù)提到AI應(yīng)該是先以一個(gè)工具的角色來切入醫(yī)療的流程，醫(yī)療是一個(gè)發(fā)展了上千年的產(chǎn)業(yè)，要去顛覆的話其實(shí)是很難的。“在已有的體系里面，把不同的AI作為工具能夠提升效果，提高發(fā)明藥物的時(shí)間，增加它的成功概率，讓看病的人能夠更順利地解決他們的病情，把這些新技術(shù)當(dāng)作一個(gè)工具去輔助人或優(yōu)化流程。這是一個(gè)人加上AI，1+1大于3的過程。”