藥物研發(fā)是人工智能最重要和最大的應(yīng)用場景之一。

本文為IPO早知道原創(chuàng)作者｜Stone Jin

據(jù)IPO早知道消息，Insilico Medicine于2月24日宣布——首次將生物學(xué)和化學(xué)生成學(xué)相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)一種全新機制的用于治療特發(fā)性肺纖維化（IPF）的臨床候選新藥，并成功通過多次人類細胞和動物模型實驗驗證。

鑒于IPF牽涉多種疾病，影響多個器官（肺、肝和腎），這一新藥的出現(xiàn)意味著有望解決影響全球成千上萬人的廣泛的未被滿足的醫(yī)療需求。

IPF病因至今未明，醫(yī)學(xué)界尚不清楚其發(fā)病機制，且該病多為散發(fā)，患者從出現(xiàn)癥狀到死亡，平均存活年限不超過5年。

廣泛的肺纖維化容易并發(fā)肺癌，晚期也會出現(xiàn)肺動脈高壓�，F(xiàn)用于治療IPF的藥物已在臨床使用30多年，僅對10％～30％的病人有療效�；颊咴诩膊⊥砥诳垦醑熖岣呱�存質(zhì)量，但情況不容樂觀。

Insilico Medicine創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Alex Zhavoronkov博士表示：“將正確的藥物靶點與正確的疾病聯(lián)系起來是藥物研發(fā)的最大挑戰(zhàn)”，“隨著今天我們實現(xiàn)第一個人工智能發(fā)現(xiàn)和科學(xué)驗證臨床前候選藥物（PCC）的里程碑，Insilico攻克了藥物發(fā)現(xiàn)中的又一大障礙，并突破了傳統(tǒng)藥物發(fā)現(xiàn)過程中的另一瓶頸，這一過程花費了非常少的成本和時間。”

AI改寫藥物發(fā)現(xiàn)

從靶點發(fā)現(xiàn)到臨床前候選藥物的發(fā)明，Insilico僅用時不到18個月，就實現(xiàn)了靶點發(fā)現(xiàn)、分子生成和通過傳統(tǒng)實驗驗證，動物體內(nèi)IPF療效確認及安全性評估，總成本約為180萬美元，其他纖維化疾病療效研究總成本約為80萬美元，合成和測試了不超過80個小分子化合物。

傳統(tǒng)的藥物發(fā)現(xiàn)首先是對數(shù)萬個小分子進行測試篩選，然后進一步合成和測試數(shù)百個分子，以便得到少數(shù)幾個適合臨床前研究的候選藥物，其中只有大約1／10的候選藥物能夠最終通過人類患者的臨床試驗。整個過程緩慢且成本昂貴，平均耗時10年，花費十數(shù)億美元。

另一個進一步阻礙新藥推向市場的障礙是，整個研發(fā)過程涉及的大量研發(fā)步驟—每一階段花費數(shù)百至數(shù)千萬美元—往往是由藥物研發(fā)行業(yè)中不同公司或不同的業(yè)務(wù)部門分散進行的。

Zhavoronkov博士表示：“我們正在改寫藥物發(fā)現(xiàn)的歷史，成為首個、也是唯一一個以人工智能為驅(qū)動的藥物發(fā)現(xiàn)集成系統(tǒng)的開創(chuàng)者和領(lǐng)導(dǎo)者”，“通過創(chuàng)建首個通用系統(tǒng)，將藥物開發(fā)的所有領(lǐng)域從靶點發(fā)現(xiàn)、小分子化合物設(shè)計以及將來的臨床試驗結(jié)果預(yù)測聯(lián)系起來，Insilico的人工智能平臺將能夠支持藥物研發(fā)的每一階段的發(fā)展�！�

AI如何發(fā)現(xiàn)新機制特發(fā)性肺纖維化藥物

Insilico Medicine從通過人工智能發(fā)現(xiàn)的20個與纖維化相關(guān)的全新潛在靶點開始研究，將適應(yīng)癥范圍逐步縮小到專門針對IPF的一個新靶點。

靶點確定后，Insilico通過人工智能化學(xué)生成系統(tǒng)設(shè)計了一組新的化合物來選擇性地抑制這個新靶點。這些分子必須具備良好的選擇性、生物利用度、代謝穩(wěn)定性、口服給藥性質(zhì)、安全性，及藥物特有的多個優(yōu)質(zhì)屬性。這些分子最初是由公司的生成化學(xué)人工智能系統(tǒng)Chemistry42其中的基于結(jié)構(gòu)的分子設(shè)計算法產(chǎn)生的，并且顯示在細胞實驗和動物模型實驗的有效性。

這些實驗數(shù)據(jù)隨后反饋給人工智能系統(tǒng)，人工智能再次設(shè)計新一批的化合物優(yōu)化活性及成藥性，并再次驗證。

經(jīng)過數(shù)輪設(shè)計－合成－評估－優(yōu)化－重新設(shè)計循環(huán)后，目前已經(jīng)確定了臨床前候選化合物。Insilico的臨床前候選化合物通過了公司內(nèi)部和外部纖維化疾病領(lǐng)域?qū)＜业膰栏裨u估，已進入臨床前研究階段。

此外，Insilico還通過人工智能預(yù)測此IPF新靶點、新分子的二期臨床試驗成功機率很高。Insilico目前正在進行IND申報實驗，目標是在2022年初進行臨床研究。