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从靶点到候选分子仅需21天!AI强势挺进传统制药行业

近年来,随着全球癌症、糖尿病等患者数量的逐年增长,以及疾病诊断和治疗技术的不断成熟,全球的药物研发正在逐渐升温。沙利文报道的数据显示,2016年全球医药研发投入为1454亿美元(不包括医药生产投入),2012-2016年的年复合增长率为2.4%。在新药研发成本不断攀升的背景下,预计全球医药研发投入在2021年将达到1600亿美元,2016-2021年的年复合增长率将达1.9%。

虽然全球新药研发热情高涨,但新药的研发之路并不容易。据了解,一款新药成功上市的背后往往承载着平均10多年的研发周期、20多亿美元的研发成本,另外新药研发过程中消耗的精力都非常大,研发失败的风险也比较高。德勤公司发布的研究报告显示,2017年全球前12位生物制药巨头在研发上的投资回报率仅有3.2%,为8年来最低水平,而一款新药上市的研发成本在8年内却从11.88亿美元增到20亿美元。

值得庆幸的是,随着人工智能时代的到来,AI为新药研发存在的困境开启了新的途径。当前,人工智能正逐步与制药行业接触,尤其在新药研发方面备受看好。

专家表示,AI技术直击药物研发痛点,将改变传统药物研发寻找靶点、先导化合物筛选、临床前动物实验、临床试验论证等漫长的过程,大大地提高了药物研发成功率。“传统药物研发过程中,为了寻找到合适的候选分子,需要测试几千个小分子,而且假设找到了几个候选分子,还需要进行下一关的筛选,最后能够进入临床试验的分子只有十分之一。”

目前,全球制药巨头都在这方面发力,让AI参与到药物研发中来,对药物结构、疾病病理生理机制、现有药物的功效、显微镜下的样本观察等结果进行快速分析。

例如,美国强生公司早在2016年就将一些尚处于试验中的小分子化合物转交给一家人工智能公司,希望加快新药研发;2017年,英国葛兰素史克公司与人工智能创业公司展开合作,利用大数据和机器学习,加快开发创新小分子药物;2018年,丹麦诺和诺德公司宣布重组研发中心,增强AI方面竞争力,加速其严重慢性病产品管线的扩展和多样化。

日前,《自然》子刊NatureBiotechnology中刊载了AI新药研发的成果。InsilicoMedicine、药明康德以及多伦多大学的科学家们采用一种称为生成张力强化学习(GENTRL)的新AI系统,将新药研发从靶点到候选分子的时间缩短到了仅仅21天。与过去几个月甚至几年相比,这个数字无疑是一大惊喜!这种方法也标志着AI制药在产业层面的突破。

另外,被誉为2018全球人工智能百强公司的InsilicoMedicine,与药明康德也有展开战略合作。业内认为,这将助力中国的新药研发,预计未来中国新药研发会有爆发性增长,市场前景广阔。

总的来看,“AI制药”已经成为大势所趋。虽然当前只能起到辅助作用,但在新药发现效率等方面都有很大的好处,将助力更多好药更快的造福患者。

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