先行者｜“張江十日”系列報道：AI新藥“朋友圈”

澎湃新聞記者盧雁

2023-12-12 09:22

來源：澎湃新聞

【編者按】自1992年起，從“張江高科技園區(qū)”到今天的“張江科學城”，從規(guī)劃面積17平方公里，到如今的220平方公里，這片曾是農田與村莊的土地，已然成為“上海創(chuàng)新”的一面旗幟，“中國創(chuàng)新”的一個品牌。

九月，澎湃科技派出一路記者，駐扎張江科學城，歷經(jīng)十天的深入調查和采訪，試圖幫助公眾厘清張江矚目成績單背后的底層邏輯：過去30年，張江做了什么？做對了什么？作為中國科技創(chuàng)新的“先行者”，又將在未來的國家戰(zhàn)略中擔當什么角色？

我們調研發(fā)現(xiàn)，“創(chuàng)新”是張江的底色。這是一種系統(tǒng)性、全生態(tài)的創(chuàng)新：人才政策、營商環(huán)境、審批制度、孵化服務、基礎研究以及應用轉化、產城融合……張江已是一座位于上海東南腹地，有著代表中國最強科技實力的產業(yè)集群，也有商場、學校、醫(yī)院、體育場、博物館的煙火之城。

張江十日，澎湃科技帶你“看見”。

張江第九日。

2023年9月26日，澎湃科技記者來到上海浦東張江科學會堂，參加“2023張江AI智藥論壇暨第三屆AI研發(fā)創(chuàng)新論壇”?，F(xiàn)場，AI藥物研發(fā)相關領域的專家、行家匯聚一堂，分享AI（人工智能）賦能藥物研發(fā)的最新成果和前沿案例，暢想AI未來更多的可能性和挑戰(zhàn)。

眾人不知道的是，論壇之前，進行過一場一小時左右的閉門會議，張江AI新藥研發(fā)聯(lián)盟（以下簡稱“張江AI聯(lián)盟”）35家成員單位的代表悉數(shù)到場，這也是新冠大流行結束之后，聯(lián)盟成員的一次正式見面會。主要議題有三：聯(lián)盟輪值主席機構由上一屆的美迪西生物交棒給晶泰科技；最新加入聯(lián)盟的10家新成員企業(yè)作自我介紹；討論聯(lián)盟未來的發(fā)展。

9月26日，2023張江AI智藥論壇暨第三屆AI研發(fā)創(chuàng)新論壇上，饒子和院士（左二）授予晶泰科技聯(lián)合創(chuàng)始人&CEO馬?。ㄓ叶┞?lián)席主席證書。圖片來源：上海科創(chuàng)辦

2021年10月12日，在上海國際生物醫(yī)藥產業(yè)周上，“中國藥企的國際化趨勢與AI研發(fā)創(chuàng)新論壇暨張江AI新藥研發(fā)聯(lián)盟成立大會”舉辦。這是張江AI聯(lián)盟的首次亮相。

張江AI聯(lián)盟由陳凱先、蔣華良、饒子和三位院士倡議，15家成員單位發(fā)起，美迪西生物創(chuàng)始人&CEO陳春麟擔任首屆聯(lián)盟輪值主席。2022年11月，成員單位增加至25家；2023年9月，成員單位增至35家，現(xiàn)任輪值主席為晶泰科技聯(lián)合創(chuàng)始人&CEO馬健。

近日，饒子和院士向澎湃科技表示：“在過去的兩年中，全球產業(yè)格局發(fā)生了深刻的變化，醫(yī)藥健康行業(yè)經(jīng)歷了許多困難與挑戰(zhàn)。AI聯(lián)盟立足張江，連通產學研組織機構，協(xié)同產業(yè)鏈上下游，為技術創(chuàng)新和產業(yè)革新搭建起開放包容、共享共贏的平臺。相信AI技術的發(fā)展還會賦予行業(yè)更多新的可能和更廣闊的前景?！?/p>

據(jù)相關統(tǒng)計，全國現(xiàn)有的102家AI+醫(yī)藥研發(fā)企業(yè)中，有30家在張江科學城布局，約占全國的30%。全國AI+醫(yī)藥產品在臨床前研究階段和臨床試驗階段的項目分別有76項和30項，張江科學城分別有34項和15項，在全國占比分別為45%和50%。

上?？苿?chuàng)辦科技服務處副處長葉曄參加了閉門會議和公開論壇，她在接受澎湃科技專訪時說起兩點最深的感受：“那天我一眼望去，那些團隊創(chuàng)始人或聯(lián)合創(chuàng)始人，都好年輕，有不少80后，有沖勁、有活力；這次又有10家企業(yè)加入聯(lián)盟，充分彰顯了科學城的‘虹吸效應’。未來，張江科學城將持續(xù)打造科創(chuàng)特色的營商環(huán)境，加快形成創(chuàng)新‘核爆點’?！?/p>

葉曄還興奮地介紹了張江AI聯(lián)盟成員企業(yè)英矽智能的一則好消息。

9月12日，英矽智能（Iinsilico Medicine）和專注于腫瘤藥物研發(fā)的美國 Exelixis（EXEL.US）公司共同宣布，雙方已簽署一項獨家許可協(xié)議，Exelixis將獲得英矽智能ISM3091項目的全球開發(fā)和商業(yè)化權利。ISM3091是一款潛在同類最佳（best-in-class）小分子抑制劑，靶向BRCA突變腫瘤的合成致死靶點USP1。根據(jù)協(xié)議條款，英矽智能將在2023年第三季度獲得8000萬美元的預付款，還有資格獲得后續(xù)基于臨床開發(fā)、商業(yè)化和銷售的里程碑付款，以及未來產品凈銷售額的分級版稅。

英矽智能聯(lián)合首席執(zhí)行官任峰在接受澎湃科技專訪時表示這仍是一次“探索”，“對AI制藥來講，現(xiàn)在還沒有一個特別成功的商業(yè)模式，目前，我們的商業(yè)模式是靈活多變的?！?/p>

對張江AI聯(lián)盟的功能，任峰認為張江具備了構筑“AI制藥高地”的條件，但，“張江已經(jīng)見證了AI的能力，我們需要抱團走出去，讓更多人了解AI的魅力?！?/strong>

在澎湃科技此次走訪調研中，不止一次的聽到“抱團”、“走出去”、“拓展市場”的呼聲。所以，對更多公眾來說，我們真的了解AI制藥嗎？

英矽智能創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Alex Zhavoronkov博士（左）和聯(lián)合首席執(zhí)行官任峰（右）在實驗室。圖片來源：英矽智能
制藥還是制藥，AI只是工具
據(jù)悉，藥物研發(fā)通常從確定導致疾病的生物靶標開始，然后篩選可能與之相互作用的分子——這就是所謂的藥物“發(fā)現(xiàn)”階段。經(jīng)藥物“發(fā)現(xiàn)”階段后的候選藥物，藥物化學家會致力于提高它們的活性和優(yōu)化成藥性，并完善安全性。如果實驗成功，研究人員將開發(fā)一種臨床前候選化合物進入臨床前測試，它將幫助科學家了解候選藥物如何在動物體內運輸、分解和排泄，以及回答藥物在被批準進行臨床試驗之前的安全性和劑量問題。
有研究顯示，從藥物“發(fā)現(xiàn)”到臨床前階段平均需要6年。2023年6月，由波士頓咨詢公司（BCG）和全球性慈善基金會惠康（Wellcome）共同撰寫的一份報告稱，AI（人工智能）可以在藥物研發(fā)直至臨床前階段節(jié)省至少25-50%的時間和成本。
任峰告訴澎湃科技，“AI加速目前只能在確定靶點到PCC（臨床前候選化合物，Pre-clinical candidate）階段，之后一直到IND申報（新藥臨床研究審核）階段，多是流程性的按部就班，不太可能縮短時間。”
以英矽智能ISM3091項目的時間表來看：2021年6月，通過AI平臺PandaOmics確定靶點USP1，并完成立項，之后由公司自主研發(fā)的小分子生成引擎Chemistry42去設計、篩選化合物，2022年4月，提名PCC?！叭绻磦鹘y(tǒng)的藥物研發(fā)，這個過程需要一年半到三年，我們只用了十個月，這就比別人領先一年以上的時間?！比畏褰忉尩馈?/p>
那么，能夠說這將是一款AI制造的藥物嗎？所有的采訪對象都告訴澎湃科技：不能。
“制藥還是制藥，AI只是工具?！泵赖衔魉幬锇l(fā)現(xiàn)事業(yè)部總裁劉建斬釘截鐵地說。劉建是一名科學家，在2023年7月加盟美迪西之前，他在跨國藥企默沙東工作20年。在接受澎湃科技采訪的過程中，他始終避免用“AI制藥”這個說法，“AI只是加速賦能。能夠創(chuàng)新地提出新想法來的，還是人?！?/strong>
任峰也說：“針對一個疾病，AI可以推薦比如20個它認為非常靠譜的靶點，但你只能從中選擇一兩個靶點去驗證，這就需要有人類智能和人工智能有機結合。”
晶泰科技副總裁王明泰則表示，候選化合物的發(fā)現(xiàn)階段更偏“技術”，是AI可以充分發(fā)揮優(yōu)勢的地方，效果也更明顯。
AI制藥并非橫空出世，它是上世紀80年代傳統(tǒng)計算機輔助藥物設計（Computer Aided Drug Design，簡稱“CADD”）的延伸和進化，逐漸發(fā)展為人工智能藥物研發(fā)（AIDD）。
根據(jù)AI咨詢機構Deep Pharma Intelligence研究，人工智能制藥公司可以依據(jù)AI技術平臺的不同，分為擁有特定人工智能工具或系統(tǒng)的AI制藥公司，和擁有端到端人工智能平臺的AI制藥公司。
王明泰的分類方法顯得更直觀：一類是把AI技術做成軟件，提供垂類軟件服務的企業(yè)，可稱為AI+SaaS；一類是AI+Biotech公司，公司有自己的藥物管線（pipeline，指藥企一批正處開發(fā)階段的藥物，包括臨床前、臨床研究等），在研發(fā)過程中有AI加持；第三類是AI+自動化，形成一個共性技術平臺，是多個技術的集成，支持藥物研發(fā)甚至賦能其他行業(yè)的研發(fā)。
“我們（晶泰科技）是第三類?！蓖趺魈┱f。
晶泰科技位于張江科學城的自動化實驗室。圖片來源：晶泰科技
突破數(shù)據(jù)和算法的瓶頸
但無論哪一類公司，只要冠上“AI”的標簽，其底色都離不開數(shù)據(jù)和算法，二者也被認為是一家AI驅動公司的核心資產。
以晶泰科技為例，其成立于2015年，它將智能算法、自動化實驗與專家經(jīng)驗結合，打造三位一體的自動化智能化藥物研發(fā)工業(yè)平臺，并開發(fā)了一系列創(chuàng)新的算法工具與先進的實驗技術。晶泰的核心技術平臺為ID4Inno? （Intelligent Digital Drug Discovery and Development for Innovation）智能藥物研發(fā)系統(tǒng)，結合量子物理、人工智能、云計算技術，完成創(chuàng)新藥物的定向設計、高通量評估，預測藥物分子的活性、可合成性、成藥性等，并進行活性、選擇性、以及突變耐藥性的優(yōu)化，提升臨床前研究的效率與成功率。
近日，澎湃科技參觀了晶泰科技位于張江的自動化實驗室。在這里，百余臺自動化工作站整齊排列，負責配送和轉運化學試劑的機器人小車在各工作站間穿梭。單個工作站里，一臺機器臂能自己旋開試管，然后快速平穩(wěn)地完成粉末稱重、精準加料、液體移液、磁力攪拌等一系列操作，每完成一道步驟，機器人小車就會將試管送到下一個工作站。舉目望去，沒有一個實驗人員。
晶泰科技自動化實驗室里不停工作的機械臂。圖片來源：晶泰科技
這一“標準”、“有序”場面的背后，就是科學的數(shù)據(jù)和算法。王明泰介紹了晶泰目前數(shù)據(jù)的主要來源：一是公共、公開的數(shù)據(jù)庫；二是全球發(fā)表的海量論文、研究報告等公開資料；三是一些成熟的商業(yè)化數(shù)據(jù)庫。
“晶泰科技的數(shù)據(jù)還有一個重要來源，即自動化實驗產生的標準化、高質量數(shù)據(jù)，這部分實驗數(shù)據(jù)對訓練AI模型非常珍貴。AI設計的分子，在這里（自動化實驗室）被合成制造出來，并進行相關檢測分析，積累下來的數(shù)據(jù)又反饋給AI模型迭代優(yōu)化，服務AI，形成自動化實驗、數(shù)據(jù)、AI的正向循環(huán)?！蓖趺魈┭a充道。
然而，數(shù)據(jù)并非越多越好，而是要講完整性、準確性和差異性。
“怎么讓機器去學習所有已經(jīng)公開發(fā)表的數(shù)據(jù)？文獻發(fā)表的數(shù)據(jù)就一定準確嗎？化學空間非常廣闊，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)能覆蓋所有的化學空間嗎？如果只用某一部分的空間去訓練AI模型，最后能準確嗎？”劉建給出一連串各家企業(yè)面臨攻克的問題。
王明泰和劉建都提到一個問題：還有一部分容易被忽略的數(shù)據(jù)，除了已經(jīng)公開發(fā)表的數(shù)據(jù)，還有海量的數(shù)據(jù)在冰山之下，這部分數(shù)據(jù)有沒有價值？
“很多項目最終以論文形式發(fā)表，一般至多公開20-40個化合物，那些活性不是很好的化合物是不會公開的，它們成為公開數(shù)據(jù)里找不到的部分，但這些數(shù)據(jù)對訓練AI模型很重要，如果都是正向的數(shù)據(jù)，預測出來的結果是有偏見的。”劉建說道。
“不僅是成功的實驗數(shù)據(jù)，失敗的數(shù)據(jù)對AI模型來說同樣重要且更珍貴。”王明泰說。
所以，在英矽智能，有一支維持在20-40人規(guī)模的清洗數(shù)據(jù)團隊。同時，任峰認為，在95%的數(shù)據(jù)來自于公開數(shù)據(jù)的當下，拼的主要是算法，且算法也不是越多越好，而是要能被驗證準確。
“以前我們按照不同的邏輯在Chemistry42中設計了170多個算法，后來在與外部合作和內部驗證的過程中，我們發(fā)現(xiàn)其中大部分算法雖然能生成化合物，但最后都很難有活性，慢慢淘汰之后，目前我們保留了有40多個算法，這些都是經(jīng)驗證能夠提高AI生成分子命中率的?！比畏褰榻B說。
這也是英矽智能堅持要有自己藥物管線的重要原因——AI模型要落地檢驗。2023年6月，公司用于治療特發(fā)性肺纖維化的INS018_055開啟2期臨床試驗，該候選藥物在短短30個月內完成發(fā)現(xiàn)和臨床前階段。這也是全球首款由生成式人工智能完成新靶點發(fā)現(xiàn)和分子設計的候選藥物。
上海張江（集團）有限公司黨委書記、董事長袁濤一直強調張江集團的主業(yè)要擁抱“產業(yè)”，而不僅僅是一個張江科學城的開發(fā)商，對幫助企業(yè)攻克數(shù)據(jù)瓶頸，他們也一直在想辦法。
袁濤告訴澎湃科技，不管是通過數(shù)據(jù)的宏觀解析來引導行業(yè)發(fā)展，還是通過數(shù)據(jù)的隱私計算方式來支撐企業(yè)個性化業(yè)務，都需要基于靶向需求來定義數(shù)據(jù)需求，以應用價值為導向、來開放和共享。對此，需要政府和行業(yè)各自再往前走一步，共同來逐步破冰。
任峰也提到，“這兩年關于數(shù)據(jù)的調研越來越頻繁，甚至探討過在張江建‘數(shù)據(jù)島’的概念，即所有數(shù)據(jù)在張江范圍內使用，但不能出域。但確實比較難，現(xiàn)實是很多數(shù)據(jù)的歸屬現(xiàn)在仍不明確，這可能需要國家層面的討論和立法。”
AI聯(lián)盟：建“朋友圈”，打造創(chuàng)新“核爆點”
之前各家企業(yè)都在“各憑本事”，“各顯神通”。比如晶泰科技用共性技術平臺和實驗積累，得到寶貴數(shù)據(jù)。而像英矽智能，他們也會對外授權其軟件，對科研院所這類機構，他們不收取費用，只要能夠用科研機構的數(shù)據(jù)。
那么，有沒有一種可能，可以在張江這個區(qū)域內，不同分工、特點的企業(yè)實現(xiàn)優(yōu)勢互補，通過有商有量的協(xié)同，一起把AI+生物醫(yī)藥這個產業(yè)做大做強呢？
美迪西是一家積極擁抱AI技術的CRO（生物醫(yī)藥研發(fā)外包服務）公司。陳春麟曾在接受澎湃科技采訪時提及自己當初推動張江AI制藥聯(lián)盟的初衷，正是因為CRO公司在AI制藥生態(tài)圈里也有重要的一席之地：“很多AI技術公司沒有濕實驗室（通過在實驗室里采用分子、細胞、生理學實驗方法進行研究），會選擇與CRO公司開展實驗合作，對算法進行驗證；同時CRO公司也會付費使用AI計算平臺端口，幫助自身的新藥研發(fā)?！?/p>
美迪西與英矽智能就是合作伙伴。任峰說，“我們設計完化合物，要做合成實驗，就會找CRO來幫助我們執(zhí)行。要讓專業(yè)的人做專業(yè)的事?！?/p>
劉建也深有同感，他以默沙東化學團隊為例，“20多年前我加入默沙東時，這個團隊有1500人，后來全部實現(xiàn)業(yè)務外包，這不僅是降成本，而是更靈活。在藥企，換靶點就是換方向，如果是外包的，可以換另一家擅長新靶點的CRO企業(yè)，但如果公司內部，就涉及裁員，會影響很大。”
劉建認為張江的生態(tài)圈非常有意思，英矽智能把一些實驗的執(zhí)行交給美迪西，但美迪西也不是所有的AI技術都要自己開發(fā)，他們也會用深勢科技、碳硅智慧等企業(yè)的技術平臺，來幫助做成藥性的預測和設計?！皩嶒炦^程中會用到一些特殊的細胞，這不需要我們自己去開發(fā)，張江有不少小的生物公司專門做特殊細胞，還有做類器官細胞的，可以買過來用?！?/p>
即便是美迪西，其業(yè)務也沒有涵蓋生物醫(yī)藥的整個產業(yè)鏈，“我們目前只做到IND申報，沒有做臨床試驗那部分，雖然我們的工藝也能支持，但已經(jīng)有很多做臨床部分的CRO公司了?！?/p>
劉建在“2023張江AI智藥論壇暨第三屆AI研發(fā)創(chuàng)新論壇”上發(fā)言。圖片來源：美迪西生物
在劉建看來，張江的CRO公司競爭態(tài)勢日趨明顯，他希望AI聯(lián)盟可以促成CRO公司間的良性競爭，“重復投入只會消耗資源，每家公司都做自己最專長的部分，一起找客戶，聯(lián)合起來為客戶服務?！?/strong>
而2008年就來到張江的任峰的經(jīng)驗是：找側重點不一樣的CRO，95%以上的業(yè)務需求可以在張江一站式解決，“我每周可以跟CRO面對面開會，解決問題，AI追求效率，在張江使我們更高效?！边@也是英矽智能選擇將上海研發(fā)中心放在張江科學城的原因。
上述采訪對象都對張江建成全國乃至全球AI制藥高地充滿期待。在他們看來，張江有高校、科研院所，有多元的供應商，有下游的客戶（中外藥企），有硬技術的提供方（華為、百度等科技公司）……AI制藥高地的生態(tài)已然具備。
進一步，為了更好更快地打造張江AI制藥高地，張江人還有著“走出張江”的自覺性和緊迫感。
“市場很大，很多人對AI制藥的認識還不夠，我們還需要組團走出去，要給市場傳導正確的信息：AI能做什么，更重要的是AI不能做什么，否則都認為AI是全能的，一旦一件事情沒做好，外界就可能認為AI制藥整個理念都是錯的。所以，走出去，促成對AI賦能生物醫(yī)藥的共識很關鍵?！比畏褰忉屨f。
今年9月，王明泰履新張江AI聯(lián)盟秘書長，他也多次談到行業(yè)對外發(fā)聲的重要性，他將AI聯(lián)盟喻為“朋友圈”，提出要建立聯(lián)盟成員與金融機構、政府機構、藥企、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、科研院所之間的日常聯(lián)動，“促成行業(yè)標準和數(shù)據(jù)共享是個很好的方向，我們一定會努力?！?/p>