醫藥行業(yè)有三高，高投入、高風(fēng)險、高回報；事實(shí)上多數人認為只有兩高，新藥臨床失敗率極高，故而導致高回報基本為“假”。近年來(lái)新藥研發(fā)成功率逐年下降，據悉，當前新藥研發(fā)臨床失敗率高達92%，并且一款新藥研發(fā)平均投入資金更是達到26億美元，2018年FDA僅批準了59個(gè)新藥上市。由此可見(jiàn)，醫藥行業(yè)為典型的高投入、高風(fēng)險行業(yè)。這樣的行業(yè)對于技術(shù)革新的強烈訴求應運而生。

       “2019中國醫藥健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì )暨第四屆中國醫藥研發(fā)?創(chuàng )新峰會(huì )”（PDI大會(huì )）上晶泰科技（Xtalpi）聯(lián)合創(chuàng )始人兼CEO馬健博士作了《人工智能在藥物研發(fā)中的應用》的報告，全方位剖析AI技術(shù)與新藥研發(fā)融合，助力新藥研發(fā)的高效能發(fā)展。

       近年來(lái)多元化的人工智能技術(shù)已融入到新藥研發(fā)的各個(gè)環(huán)節，從靶點(diǎn)的發(fā)現、靶點(diǎn)的確認、先導化合物的設計、臨床的研究，甚至是臨床研究后期偏重于計算的，如新藥設計傳統的計算化學(xué)結合人工智能新的算法，以及偏生物信息的早期靶點(diǎn)挖掘和推薦等等。

       不完全統計，目前全球范圍內AI技術(shù)公司有125家，中國近兩年才開(kāi)始擁有AI技術(shù)公司，且不超過(guò)10家企業(yè)。前沿高科技技術(shù)一直是時(shí)代的寵兒，引領(lǐng)社會(huì )及行業(yè)的發(fā)展。具有發(fā)展眼光的投資者自然不會(huì )放過(guò)任何一個(gè)潛力股，據悉，預計到2024年，每年全球在A(yíng)I大健康領(lǐng)域的投入將超100億美元，且每年在A(yíng)I藥物發(fā)展領(lǐng)域的投入也將超40億美元。

       抓住機遇，晶泰科技順勢而生

       “網(wǎng)絡(luò )搜索晶泰科技，可能大家認為晶泰科技僅僅是做晶型預測的一家公司，從藥物研發(fā)流程來(lái)講研究面確實(shí)比較窄，其實(shí)晶泰科技不僅是做晶型預測，還做空間排列的晶體結構，和化合物的物質(zhì)結構等。”馬健博士說(shuō)道，“晶泰科技的核心技術(shù)基于量子化學(xué)和物理學(xué)，運用人工智能和機器學(xué)習算法，進(jìn)行大規模高性能的云計算，對藥物晶型進(jìn)行預測計算理論分析并結合實(shí)驗對其進(jìn)行篩選、工藝放大，貫穿藥物研發(fā)的整個(gè)生命過(guò)程。目前為止晶泰科技是全球范圍內晶型研發(fā)方面最完備的公司。”

       晶泰科技于2014年創(chuàng )立于麻省理工學(xué)院校園，創(chuàng )業(yè)團隊是一群學(xué)習物理化學(xué)的人才，2015年獲第一單業(yè)務(wù)，與羅氏（上海）合作；經(jīng)過(guò)兩年多的研發(fā)，2016年通過(guò)全球范圍內的評估，晶泰科技獲“創(chuàng )富中國”總決賽第一名，包攬專(zhuān)項獎；隨后輝瑞成為最重要的客戶(hù)。截止目前憑借團隊的技術(shù)優(yōu)勢與項目廣闊的市場(chǎng)空間，晶泰科技在美國、歐洲日本和中國共計擁有44家客戶(hù)，并已獲得騰訊、真格基金、峰瑞資本數千萬(wàn)元的A輪投資，以及來(lái)自國壽大健康基金、紅杉資本中國基金、Google、騰訊、SIG（海納亞洲）、雅億資本的數千萬(wàn)美金B輪融資，成為全球AI+制藥領(lǐng)域獲得融資的創(chuàng )業(yè)公司之一。

       藥物晶型研究新模式：計算+實(shí)驗

       藥物的晶型具有非常多的價(jià)值。藥物晶型研究可能是一個(gè)不被看中的環(huán)節，但對于完整藥物研發(fā)過(guò)程來(lái)看，我們關(guān)注的是最后患者的藥效，晶型是藥物化合物的載體和固體形態(tài)，對藥物的藥效扮演了關(guān)鍵的角色；在藥物研發(fā)中，中國創(chuàng )新藥管線(xiàn)愈發(fā)豐富，尤其是4+7帶量采購之后，仿制藥工作逐漸向創(chuàng )新藥看齊，晶型研究對于新藥研發(fā)是非常標準、常規的工作，一定要進(jìn)行完備的研究篩選，進(jìn)而才能保證藥物的質(zhì)量與療效，提高研發(fā)效率，減少生產(chǎn)成本，并延長(cháng)藥品生命線(xiàn)，加速藥品上市。

       藥物的晶型從界定層面上講是最容易識別的，因為晶型是物理性質(zhì)，物質(zhì)結構，不像復雜的工藝流程可以調節，晶型是一個(gè)固定形態(tài)，唯一不可變。物理性質(zhì)和物質(zhì)結構對于創(chuàng )新藥研發(fā)至關(guān)重要，換句話(huà)說(shuō)，晶型的研究在創(chuàng )新藥研發(fā)過(guò)程中是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節。

       這里問(wèn)題就非常突出了，如果藥物的設計中還有理性設計成分在里邊，晶型就是其中之一。全新藥物晶型研究像一門(mén)手藝，像炒菜一樣跟個(gè)人經(jīng)驗綁定很深。藥物晶型研究比藥物設計更加傳統更加偏工業(yè)，它的矛盾存在于研發(fā)過(guò)程中的時(shí)間和質(zhì)量。例如，三個(gè)月的時(shí)間能不能得出化合物最穩定的晶體結構，保證制劑到臨床1期、臨床2期藥物不會(huì )發(fā)生轉晶，保證沒(méi)有風(fēng)險，能不能從物理上給一個(gè)完備的評估？三個(gè)月時(shí)間，將近30個(gè)臨床體系計算，大部分實(shí)驗和預測的結果吻合一致，占比約70%；另外30%左右還需要進(jìn)一步的研究。這里看出平衡時(shí)間和質(zhì)量關(guān)鍵上預測是非常重要的。

       過(guò)去的幾年把實(shí)驗和計算，理論和實(shí)驗結合在一起，有效地提高藥物晶型研究整個(gè)過(guò)程的研究質(zhì)量和效率。眾所周知，藥物研究早期階段，一是原料藥少；二是處于盲目篩選階段，缺少針對性；三是短期難以確定藥物的相對穩定性，難以確定微觀(guān)結構，無(wú)法申報；四是進(jìn)一步表征分析的樣品量不足，如何解決實(shí)驗痛點(diǎn)？這就體現了計算的優(yōu)勢，不消耗實(shí)際原料和樣品，短時(shí)間內大規模并行全面理論篩選，準確獲得微觀(guān)結構，從理論層面解釋實(shí)現現象，從而提高決策質(zhì)量，縮短決策周期，降低決策風(fēng)險。

       國內某新藥研發(fā)企業(yè)，希望在2個(gè)月內明確藥用晶型，控制晶型風(fēng)險。項目時(shí)間緊，要求高，傳統實(shí)驗已經(jīng)不能滿(mǎn)足客戶(hù)需求。晶泰通過(guò)實(shí)驗+計算的新模式，新一代晶型預測平臺很好的解決了客戶(hù)問(wèn)題，加速藥用晶型決策。

       人工智能+高清度計算的藥物設計

       人工智能和高清度計算的藥物設計，能不能做出新藥來(lái)？實(shí)際上多數AI藥物研發(fā)公司集中在早期藥物設計，尤其是先導化合物的識別和先導化合物的優(yōu)化，幫助藥物化學(xué)家更快的確定并優(yōu)化一個(gè)臨床前的化合物。AI的算法應用到藥物分子結構的設計，邏輯上很直接，分子結構畫(huà)出來(lái)是2D的圖，大家可以拿到很多化合物，逐一識別各個(gè)位點(diǎn)跟蛋白，將其進(jìn)行計算和結合，這是其中一個(gè)路徑。

       第二，AI和藥物研發(fā)的關(guān)系上來(lái)講更多的處在早期合作階段，目前除了晶型方面是標準化服務(wù)之外，沒(méi)有一家企業(yè)變成一個(gè)完整的正式服務(wù)，早期藥物設計階段都是摸索和探索。晶泰科技基于量子化學(xué)基礎，結合計算機運用軟件，對藥物晶型進(jìn)行預測，幫助藥企進(jìn)行藥物設計。另外是AI的算法，在晶泰科技內部項目上最關(guān)鍵的一個(gè)表現是相當于一下晶泰科技多了20和30個(gè)藥物化學(xué)家，設計一些結構或者做一些改造，快速產(chǎn)生合理的甚至有效的分子結構的引擎，充分的提供了補充。

       如果說(shuō)太多的AI，可能會(huì )有點(diǎn)過(guò)分夸大成分，有很多的泡沫存在，目前從科學(xué)發(fā)展角度來(lái)講，AI技術(shù)還在逐漸改良中，而且必須在這個(gè)過(guò)程中去盡量找數據多的地方，找數據標準化容易獲得的地方。純粹實(shí)驗合成不行，要從定制合成，要從中間的計算結果出發(fā)把這個(gè)環(huán)節銜接起來(lái)，逐步使得它能夠不被取代。相信人工智能藥物研發(fā)，將助推更多的藥物設計分子結構的產(chǎn)生，并作為用戶(hù)友好的工具，促發(fā)藥物新引擎，幫助和提升藥物研究開(kāi)發(fā)工作，使得三高當中最后一個(gè)高，高回報能夠快速的得到實(shí)現。