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AI制药实验室:“码农”比“白大褂”多 机械臂7X24小时做研究

来源:科创板日报 发布时间: 2022-09-05 16:46:10 编辑:夕歌

导读:在深圳,有这样一家企业:它利用AI预测算法结合实验验证,与辉瑞合作,仅用六周时间,就完成了新冠特效药Paxlovid的药物晶型确定。

《科创板日报》9月4日(记者 金小莫)在深圳,有这样一家企业:它利用AI预测算法结合实验验证,与辉瑞合作,仅用六周时间,就完成了新冠特效药Paxlovid的药物晶型确定。

这是药物研发的一种新实证。

这家名为“晶泰科技“的企业系目前造药新势力中的头部企业之一。在国际排名前20大药企中,大部分是晶泰科技的客户。日前,《科创板日报》记者来到晶泰科技展开走访调研。

有大几十个新药研发订单在手

深圳晶泰科技有限公司(下称“晶泰科技”)总部位于深圳市福田区河套深港科技创新合作区内,在总共1万平米的办公楼内,以中央天井的共享空间为分界线,一半是研发区,主要负责算法开发和AI药物研发;另一半则是现代化药物实验室,后者另由合成、生物、结晶、自动化四个实验室区域构成;此外,这栋楼的一层还设有独立的冷冻电镜实验室也已投入使用。

晶泰科技总部大楼内的共享空间。

工作人员告诉《科创板日报》记者,除深圳全球研发总部外,晶泰科技还在北京、上海、波士顿设有分部,全球共有员工约800名,他们同时操刀着“大几十个新药研发项目”,“新药发现的订单金额在数百万到数千万人民币不等,产能还远未触及天花板”。

据此推算,晶泰科技的人均产出不俗。

对比同行龙头来看,据年报数据,截至2021年底,药明康德的2.88万研发人员共创造了229亿元的总营收,人均创收79.5万元;在凯莱英、昭衍新药,这一数据分别是:3381名、46亿元,1590名、10.76亿元,分别人均创收136万元、67.7万元。

云上的虚拟实验室找出重磅药

之所以如此高产,其中的秘诀在于研发区。

《科创板日报》记者在现场看到,研发区内遍布电脑,屏幕上跑着算法程序,乍一看之下与互联网公司无异。

“晶泰科技基于量子力学和人工智能,在平台上完成了上百种算法的开发部署,覆盖靶点发现后到临床研究前的全部流程;研发平台横跨多个云供应商,可以以云端超算并行支持上百个新药项目。”工作人员介绍称,其算法人才主要毕业于海内外顶级的高校,目前,还在扩招人才梯队。

《科创板日报》记者从晶泰科技一眼望过去,大多数研发人都“扎堆”在研发区,他们在键盘上飞速写着代码,与实验区进出的“白大褂”形成鲜明对比。

“宇宙是由原子电子组成的,这也包括药物和人体的蛋白,我们设计药物要知道药物分子是怎么和人体内的靶点结合起来的,这归根结底是一个物理问题。我们以量子物理从微观角度切入,预测的准确度很高。”此前,在接受媒体采访时,晶泰科技联合创始人兼董事长温书豪表示。

进一步资料显示,晶泰科技由温书豪、马健和赖力鹏三名创始人于2015年共同创立,三人都是量子物理学博士,创业则是他们在美国麻省理工学院进行博士后研究期间“碰撞出”的火花。

工作人员介绍,得益于量子力学和人工智能技术,在晶泰科技,每个新药开发项目所需要配备的药物研发人员并不特别多,“我们认为AI制药可以实现less is more(少即是多),以更少的资源和时间为药企获得更多的成果。”

实验室引入自动化实验设备

在另一侧的药物实验区中,又以自动化实验区最为值得关注。当《科创板日报》记者走访时,该区域出于保密考虑,尚未对媒体开放。就行业而言,诸如药明康德等传统CXO企业,也已经把自动化机器人引入到了日常的试验中。

自动化之后,大量标准化的试验操作和数据采集得以7X24小时无间断进行。

据介绍,在日常的试验中,诸如药物合成、催化剂筛选中的移液、粉末分装、搅拌混匀等重复性工作是可以由机器人来替代的。晶泰科技自2018年就开始布局,目前已设计了一整套与算法平台智能联动的自动化实验室——

在实际操作过程中,研发人员可以在云端登陆,编写并提交实验流程,机器人就可以自动获取原料、试剂等化学品及耗材,自主完成整个实验并实时收集完整的实验数据,通过 AI 分析,最终生成实验报告反馈给研发人员。

前述工作人员称,在疫情期间,也是得益于这些机器人,由晶泰科技负责的药物研发试验并没有因封控而影响试验进度;甚至在与正大天晴合作的抗肿瘤药研发中,提前50%达到里程碑。

由此,晶泰科技展示了一副未来新药研发从场景图:

第一步,针对全新靶点,由云端的AI大脑生成上百万的潜在分子,并通过各项关键物理化学性质进行预测筛选,初步找到针对该靶点可能有效、综合评分最高的分子式。

第二步,由AI算法设计合成路线,交给机器人进行自动化合成试验、生化实验;同时,试验获得的数据,还可以帮助AI算法不断优化、迭代。

第三步,科研人员根据前述研究结果,再进行下一步论证。

由此,传统依赖于人的经验、操作、分析判断的新药研发工作被大大简化。

可验证性是关键

据介绍,晶泰科技目前合作客户超过150家,参与的创新药管线逾180条,已得到大规模工业化应用和验证。

之所以订单不断,前述工作人员表示,是因为,晶泰科技建立了计算+实验的一站式服务,这保证了研发的闭环和结果的可验证性,进而实实在在节省了合作客户的研发成本和时间。

《科创板日报》记者了解到,假如一家AI药物研发公司向药企交付预测的结果后,企业仍需要花时间实验验证这些预测的有效性,如何说服药企、完成自证是AI制药企业商务拓展、留住客户需要面对的挑战。

“在算法上,越是投喂高质量多样性的数据,算法和模型也就在反复的训练和验证中越来越准,适用范围越广。为此,我们打造了一套‘数字孪生’的研发体系——计算预测的数字世界与真实实验的物理世界越来越趋近重合,相互映射。”前述工作人员解释称。

据悉,自2015年正式成立以来,晶泰科技的业务已从晶型研究全面向新药研发全链条拓展,包括化学小分子药物、生物大分子药物的新药发现一体化服务及化学合成服务。

《科创板日报》记者从晶泰科技获悉,鉴于其量子物理的底层逻辑,晶泰科技的智能化研发平台未来同样可以应用到新材料、新能源等领域中。

文中配图均由受访者提供。