世界疫苗暗战,中国靠人工智能杀出重围

蓝字计划 2021-01-28 13:09:47

时隔一年,新冠疫情再袭。

1月10日深夜,一辆长15米、高4米的卡车从武汉大学中南医院驶出,一路向北,前往河北邢台。

20小时后,车子抵达河北邢台的南宫市,这里是全国三个疫情高风险地区之一。

卡车停下来以后,马上有大量的人开始排队等待。他们一个个地进入车厢里,几分钟以后再走出来。这些走出来的人,有的直接被全副武装的医护人员带走,也有迈着兴奋的小碎步给家里人打电话。

他们都是需要被诊断是否感染新冠病毒的人。

在全球不少国家与地区,这些受检人从挂号到CT检查,再到拿到检查报告,至少需要两天时间。在邢台这台车上,只要几分钟就能解决了。

这辆神秘得有些未来时空感的卡车,里边装的是由腾讯觅影联手武汉大学中南医院徐海波教授团队,共同研发的新一代新冠肺炎CT人工智能(AI)诊断系统。

在武汉抗疫的两个月里面,中南医院医学影像科用这套系统,为24000多名患者进行了肺部CT诊断。来到邢台南宫以后,它正在高效精准地为当地市民提供新冠肺炎诊断影像学依据。

受检者排队进入移动方舱接受CT检查,前端系统取得CT影像的同时,数据被即时传回武汉的后端系统,再等几分钟,AI系统就能给出辅助诊断信息。

能够全自动、快速、准确地为影像及临床医生提供CT量化结果的AI辅助诊断系统,只是抗疫科技大军中的一员。在这一年来,AI技术和医疗的关系越发紧密,无论药物创新、临床研究还是疫苗研发等领域,人工智能不断展现出更多应用价值,推动着整个医药行业发生革命性的剧变。困扰中国多年的药物研发问题,也在AI技术的推动下,迎来了未曾有过的破局。

在这场巨大的时代浪潮里,围绕医药的战争早已打响。腥风血雨,炮灰遍地。

1疫苗的生死战场

又一场“战争”,正在全球悄无声息地上演。

新冠爆发后,疫苗被看作拯救人类世界的曙光。然而,新冠疫苗还未正式上市,“疫苗争夺战”已经打响。

全球超过110亿剂被抢订,其中,近80亿剂疫苗已被各国或经济体认购,还有39亿则被预留或仍处谈判阶段。

据不完全统计,截至2020年12月23日,全球已被认购的80亿支疫苗中,过半被发达国家收入囊中,总量高达41.3亿剂。这些国家的疫苗预购量均在3亿剂以上,仅占世界人口14%的富裕国家,购买了目前53%最有希望的疫苗。

有些国家抢购的疫苗远远超出正常需求,大有凭借“钞能力”垄断疫苗市场的意味:加拿大的人口不足4000万,却订购了3.5亿剂新冠病毒疫苗,除此之外,日本、澳大利亚等国的预定量也都足够全国接种近10剂,超出正常需求近4倍。

在这种超出正常需求、广撒网的抢购下,富裕国家有望在2021年春天完成高危人群接种,入夏后基本完成本国的疫苗接种工作,恢复正常秩序。

而富裕国家的超额订购,也意味着世界上其他国家的人需要等待更长时间才能等到疫苗,全球疫苗分配严重不平等。

世卫:“穷人会在疫苗抢购狂潮中被践踏。”

截至目前,共有15个中高收入国家预购疫苗11.4亿剂,9个中低收入国家预购17.8亿剂,二者加在一起,仅与英美欧加四国和地区的总订货量相当。

世界卫生组织、全球疫苗免疫联盟和流行病预防创新联盟,协调成立了新冠疫苗保障机制(Covax),希望能让90多个非洲亚洲和拉丁美洲的中低收入国家在2021年底获得20亿剂疫苗,遏制贫富分化导致的疫苗分配不公。

但路透社分析,由于资金缺乏、基础设施和供应链不完善以及合同复杂等原因,Covax可能沦为一纸空谈。

被碾压的贫穷国家,尚可以仰着头等待救济,而不穷不富的中等国家,只能“赌命”。

比如没有足够的资金参与疫苗争夺战,又“不够穷”,没有资格从国际组织获得优惠价格疫苗的南非,这里的居民,要想早点拿到疫苗,只能去做疫苗的“试验品”,为大公司生产的疫苗做试验。

南非疫苗试验志愿者 (图apnews.com)

在当下,新冠疫苗已经成为一种战略物资,甚至某种程度上来说,疫苗已经成为“政治筹码”。谁有了足够抵抗新冠病毒传播的疫苗,谁就有了从泥潭里率先爬出来的“救生衣”,谁先控制住疫情,谁就能获得战略性的利益。

生命健康质量的改善提升,是全人类的根本需求之一。而上升到国家层面,接种新冠疫苗实现群体免疫不仅是一个简单的健康需求,也有经济意义和社会意义。

贫富国家在疫苗争夺结果上的分化,可以说是发达国家和疫苗公司的一场“合谋”,这个问题,在辉瑞新冠疫苗身上,体现得淋漓尽致。

2020年11月,辉瑞宣布其新冠疫苗有效性超过90%,全球各个股票市场指数疯狂上涨,而“避险”的黄金白银则大跌。其后,陆续有莫德纳公司、阿斯利康等公司宣布所研发的新冠疫苗有效性达到90%或者95%,发达国家开始对这几家公司的疫苗疯狂抢购。

辉瑞和德国药商BioNTech联合研发的新冠疫苗

以辉瑞来看,英国在12月初已经向辉瑞预订了4000万剂疫苗,足够为2000万人接种疫苗;作为一家美国企业,美国政府也不甘落后,向辉瑞公司下了1亿剂疫苗的初始订单,还计划再购买5亿剂;欧盟向辉瑞预订了2亿剂疫苗,还预留1亿剂可供加购;而日本订购了1.2亿剂。

目前,莫德纳公司的所有疫苗,以及辉瑞公司96%的疫苗都被富国订购。

疫苗争夺战的背后,不仅是国力的比拼,还有医药产业链地位和国家综合科技实力的比拼。

目前,疫苗研发销售主要掌握在发达国家的五大制药巨头手中手中,而新冠疫苗市场,在当前需大于供得悬殊差别下,还处于卖方市场阶段。

这也意味着——全球新冠疫苗的分配权,高度垄断在发达国家手中。在疫苗争夺混战、产能有限以及卖方市场的情况下,全球要实现群体免疫,基本消除新冠病毒带来的危害,还需要好几年的时间。

可以预见,2021年余下的日子,全球“疫苗争夺战”将会更加剧烈。

疫苗的研发水平,体现了一个国家综合科技力量。中国现在有5款疫苗已经进入三期临床,这五款基本进入或即将进入批量生产阶段,还有10款疫苗正在三期临床试验中。中国新冠疫苗的产量不低,2021年,仅5家正进行Ⅲ期临床试验的疫苗企业的产能就将达到20亿剂。

订单量,是一个国家的医药水平在国际医药市场的地位的体现。借由订单量的差异,人们才开始看到中国和其他发达国家的差距。

印尼总统佐科威接种中国疫苗

除供应本国需求外,中国获得了巴基斯坦、菲律宾、印度尼西亚,巴西等国家16个不同国家和地区的疫苗订单,总量大约在5亿剂左右。

而美国和英国的新冠疫苗的订单量都超过20亿剂,连俄罗斯也有12亿剂,可见,在这方面,中国距离发达国家还有肉眼可见的差距。

很多人想不明白,为什么中国有那么多估值高的医药公司,有根系庞大的医院,却没有一个国际医药巨头,没有能够在国际上拿得出手的药物和疫苗。

2020年5月22日,国际学术期刊《柳叶刀》发表全球首个重组腺病毒5型载体新冠疫苗I期临床试验结果,论文通讯作者是中国工程院院士陈薇。

这是世界上首个新冠疫苗的人体临床数据。

陈薇院士在一访谈中激动落泪:“专利是我们的了,再也不需要看任何人的脸色了!”

只有行业人士,才能体会个中的辛酸,才能理解一位工程院院士为此落泪的原因。

这种感情,比普通人观看电影《我不是药神》时的共情落泪,更深刻、更痛彻心扉。

2落后,就是会被按在地上暴打的

陈薇院士落泪背后,是我们在药物和疫苗研发领域长期落后的辛酸历史。落后,就要挨打。

1953年,沃森和克里克发现 DNA 双螺旋结构,开启分子生物学时代。随之,遗传学、生物学以及新建立不久的分子病理学的研究,从细胞层面深入到分子层次。在这些学科的基础上,许多长期未被认识的疾病病因、发病机制逐渐明晰。

沃森和克里克发现 DNA 双螺旋结构

以生物靶点为目标的研发的理念开始流行,这是所有现代药物研发创新的工作起点。医药研究从此进入二三十年的技术积累阶段,期间分子生物学、药理学、药代动力学等相关学科的进步和基础研究工作,为70年代到90年代的药物创新爆发奠定了基础。

到了90年代,全球化学医药发展迅猛,人类迎来药物研发的“黄金阶段”。

在这个阶段,对医药贡献最大的就是有机合成化学的进步,科研人员可以把自己设计的分子结构做出来,在这个基础上,做出大批量的化合物,用于药品筛选。

靶向研究、药物筛选和合成,这两个药物研发临床前研究阶段最大的难关基本被攻克,剩下的,就是动手去做实验验证和优化,然后申请专利、生产、上市和销售。大部分的创新药物大约在90年代被研发出来,然后在2000年前后上市。

《我不是药神》里的“神药”格列卫,就是在这个阶段被研究出来的。

1994年,格列卫申请了化合物的专利。作为人类历史上第一个被成功研制出来的小分子靶向治疗药物,它把慢粒细胞白血病的五年生存率从30%提高到90%,开启了靶向治疗癌症新篇章。

这个阶段所诞生的创新药物很多都跟格列卫一样,药效好,提高了病人的生存率。因此,即使昂贵,创新药在全球依然有广阔的市场。在专利制度的保护下,创新药迎来“黄金销售期”,也诞生了辉瑞、诺华等全球医药巨头。

这些依靠创新药崛起的全球医药巨头,几乎都来自西方发达国家,直到今天,中国还没有步入世界药物创新队伍的前列。

其实,在70年代世界医药研发创新的大潮中,中国的原创新药也曾昙花一现。

2016年前后,首都医科大学校长饶毅发表了《我国今天的新药创新超过20世纪70年代了吗?》一文审视中国的创新药发展现状。文中提到,1971年,屠呦呦和其同事从药青蒿分离获得青蒿素分子,成为新一代抗疟药物,其原创性和实用性为中国近代第一。

1980年代初生产的青蒿素注射液

此后中国新药再无创新度、原创度高的药物享誉全球。

饶毅由此认为,我国今天的新药创新并没有超过20世纪70年代,因为已上市、被广为宣传的药物之创新程度并未明显超过我国当时的水平。

除了屠呦呦的青蒿素,中国没有全球闻名的创新药,唯一有的,是各种常年占据各大卫视广告的“神药”——曹清华胶囊、鸿茅药酒、莎普爱思滴眼液......但凡看电视的人都受到过这些神药广告的“荼毒”,老年人对它们趋之若鹜,而年轻人对它们嗤之以鼻。

中国错失医药创新浪潮,给全社会带来了切肤之痛。

格列卫问世的二十多年后,格列卫背后的制药公司在中国一部引起社会影响巨大的电影中,饰演了最大的“反派”:电影《我不是药神》中,对中国患者卖高价原研药的诺华公司。

《我不是药神》改编自真实故事,直戳社会“看病难”和“吃药贵”的痛点,引起无数人对患者的共情和共鸣,而这部电影最大的意义,不在于揭露现实社会的用药痛点,更重要的是引起了全社会对医药行业的关注,也引起业内的反思自省。

通过“吃药”这个问题交织起来的个体命运、家庭、群体背后,中国医药行业,面临着哪些问题?

诺华公司之所以成了电影里的“大反派”,是因为正版药在中国的售价特别昂贵,“4万一瓶”。现实中,诺华公司格列卫在华销售价格确实比其他国家的高,格列卫从2001年引入中国,23500元一盒的价格,让很多患者感到绝望。而在美国,一盒格列卫为13600元,澳大利亚为10000左右,日本为16000元。

国运、大国博弈、国际影响力、产业地位......这些宏大的词,从来都不是空中楼阁,而是时时刻刻真切地影响着个体命运。

其实,不仅仅是诺华的格列卫,几乎所有的创新药进入中国后,定价普遍都比其他国家的高。

创新药需要收回成本并且取得利润的理由是能被普遍接受和理解的。

《我不是药神》电影,患者抗议高价原研药‍

但同样的药物,在中国的售价比其他国家高两倍,这将压垮更多的家庭和生命。

国际医药巨头的创新药在中国和其他国家的定价差异,其实是中国的医药行业“自找的”。

这得从20年前的一场谈判开始说起。

2000年的世贸谈判中,国外制药巨头借口中国此前已有药企生产仿制药,认为利益受到损害,而要“特权”。中国为了鼓励外企把创新药带入中国,只能允许那些已经过了专利保护期的药在中国有单独定价的特权。这些药,在中国被称为“原研药”。

一般情况下,在专利保护期内,药企一般都有定价自由,因此,这也造成创新药形成垄断市场,一直垄断在那些国际制药巨头手中。而过了专利保护期的创新药,是可以生产仿制药。

而中国给欧美药企的原研药“特权”,某种程度上来说,是延长了医药龙头在中国创新药市场的垄断时间,在更长时间内拥有定价自由。

有了定价自由,这些医药巨头很多都像诺华一样,在中国市场制定比其他国家高的售价。这也造成,原研药与国产仿制药价格有了巨大的差价,价格相差几倍、甚至十几倍,最终抑制中国仿制药的发展。

很多人想不明白,为什么国产仿制药的价格低这么多,却还是竞争不过高价的原研药。原因很简单,作为药品,价格是其次的,最重要的是有效。

食药监总局药品认证管理中心处长李正奇曾说过:“国产仿制药总体质量比原研药相差甚远,有的甚至是安全的无效药。”在药监局网站上,甚至会出现两种都是“真药”:一样的名字、一样的用途,但是效果不同的情况。

名称一样,药效参差不齐

在中国,仿制药药效差甚至无效是心照不宣的秘密了。根据《财经》杂志的采访估计,70%以上的国产仿制药药效与原研药存在差距。

这种“同一种药,药效参差不齐”的情况背后,是中国不成体系、缺乏标准和监管的医药供应链。国内大部分的原料药和制剂药企都是中小企业,有些企业甚至连《药品生产质量管理规范》(GMP 质量标准)和环保排污的要求都达不到。

在缺乏严厉监管和行业标准的情况下,外加原料和上游供应商参差不齐,要使市场上不同药厂的同一种药发挥稳定的疗效,几乎不可能。

中国仿制药,在国际上一直“低人一等”,制约国内仿制药发展的主要因素,不在于药品的研发、生产技术和监管政策等等,而是药企没有足够的动力去做高质量仿制药。

这与中国过去的医疗行业乱象脱不开关系。

长期以来,公立医疗机构掌握着国内75%以上的药品零售。药品(耗材)的回扣和各种隐形返利(拖欠药款)等问题由此滋生,造成长期“以药养医”的畸形局面,利润空间大(回扣多)、质量优的原研药,因此更受医院推崇。中国仿制药企业缺乏市场空间,更无力去生产高成本高质量的仿制药。

让国际医药巨头降价,痴人说梦

有了“特权”又有了“市场”,让这些国际医药巨头主动降价,无异于痴人说梦。中国政府曾经几十次尝试与这些国际医药巨头谈判,希望能降低原研药的售价,都遭遇这些巨头的集体抵制。

这些国际医药巨头,还在不断挑战中国的法律底线。

2013年的葛兰素史克行贿中国医护人员事件中,葛兰素史克曾经以威胁退出中国市场来抵制相关部门的调查。最终,葛兰素史克只被罚了30亿元,相比它全球医药销售333亿美元的收入,30亿元的罚款,微不足道。

要彻底摆脱《我不是药神》中那种“用药贵”困境以及这种被国际医药巨头“按着打”的局面。归根结底,还是要发展中国自己的创新药。

但是,创新药的研发从来都不是一蹴而就的,要建立在大量基础科学研究的基础上,而且环节复杂,“十年攻关+十亿美元投入”是新药出炉的“标配”。即便是现在A股中估值最高的那批医药公司,也不可能拿10亿美元用10年的时间去研发一款新药。

中国人口众多,对医疗和医药的需求十分旺盛,医疗资源却一直短缺。

2010-2019年期间,尽管医疗的基础设施不断铺设完善,中国总诊疗人数的年均复合增长率,还是远远大于门诊部(所)数量的增长,2019年,我国医疗卫生机构总诊疗人次达87.2亿,比2018年增长4.9%。

公立医院常年床位紧缺

医疗资源本不充裕的情况下,医疗需求还在快速增长着。而随着老龄化社会的到来,未来,中国的医疗需求将会继续增长,医疗资源紧张的局面还会加剧。

形势并不乐观,所以即使原研药价格一直高居不下,政府也无法真正跟医药巨头“硬碰硬”,毕竟,没药可吃的后果比吃药贵严重多了。

“世界上只有一种病——穷病”。比“穷病”更甚的,是明明药就在眼前,却无法使用的绝望。

因为错过上世纪的医药创新浪潮,中国的医药行业一直在恶性循环里打转。最终是患者和他们的家庭承受了一切后果。

然而,改变已经发生。

3中国的新冠疫苗

2020年12月28日,达摩院发布2021十大科技趋势。他们预测量子计算、基础材料、生物医疗等领域的一系列重大科技突破纷至沓来。其中一个科技趋势就是,AI将提升药物及疫苗研发效率。

对AI推动疫苗和药物研究的预测,是基于大量现实生活中已经发生的真实案例。

中国,是新冠疫情最早的爆发地。疫情当头,不仅官方十分重视,众多中国的医药公司、科技公司、科研团队,无论是我们熟悉的HBAT(华为腾讯阿里百度),还是寂寂无名的初创公司,都在用他们最拿手的科技助力新冠病毒的防控。

AI技术提高疫苗研发速度。

虽然中国的医药创新研发整体比较落后,在国际医药行业也长期低人一等,但不代表,在危急关头,这些中国企业不能扛起应有的责任和重担。

2020年1月20日,武汉封城之前三天,总部在深圳的一家名为晶泰科技的医药科创公司迅速成立研究小组,调集云端的巨大算力,对病毒感染宿主机理提供分子层面的研究。

一周后,其官方公众号发表了研究的相关数据和结论。晶泰科技通过药物模拟算法, 从 2900 个已批准上市药物与 10000 个中药分子中找到 183 个有潜在抑制新冠病毒 3CLpro 和 PLpro 靶点的药物, 又经过高精度筛选, 用分子动力学方法精确模拟计算药物化合物与病毒靶点间的亲和力, 将这一列表缩小到 38 个药物。

除此之外,晶泰科技还预测验证了病毒较大的人际传播可能性,以及病毒及其突变对传染性和致病性的影响。报告全文、数据算法、模型结构等资料被免费共享的当天晚上,下载量就超过1000次。

支撑这些科技公司完成复杂计算和研究的,是来自腾讯这些云计算能力最强大的互联网公司所开放的算力支持。从技术上看,晶泰所做的预测似乎不复杂,但这一系列预测,需要完成大量高精度的计算,所耗费的计算资源超乎想象,还得有天量的相关的场景数据支撑才能实现。

如果一台电脑(1 张 GPU 卡), 一天完成 8-10 个分子的计算模拟, 晶泰科技的这个研究,至少几十天才能完成一次筛选。而晶泰科技在腾讯云计算的支撑下, 把它从一个多月缩短到了一周。

人员用AI算力半小时内完成对病毒的全基因分析

公共卫生危机当前,每一分一秒都是跟死神抢人。

疫苗、新药的研发和上市,都需要大量的数据分析、文献筛选和超算工作支撑。为加快新冠病毒相关新药及疫苗的研发,中国的多个超算中心协助中国疾控中心研发新冠病毒疫苗,科研人员利用超算快速推进靶点探寻、新药筛选、先导物及试验优化、药理毒理等多项研究工作。

2020年1月底,在疫情最严峻的时刻,腾讯、阿里、百度,几乎同一时间宣布,向科研机构免费提供AI算力。

腾讯向中山大学药学院的罗海彬教授团队等多个科研团队提供免费的运超算能力、运算集群支持以及基础的云计算能力。同时,腾讯成立应急工作小组,帮助加速疫苗研发和新药筛查。

阿里云宣布在疫情期间向全球公共科研机构免费开放一切 AI 算力,百度研究院宣布将向各研究机构免费开放线性时间算法LinearFold 以及世界上现有最快的 RNA 结构预测网站,以提升新型冠状病毒RNA 空间结构预测速度。

不止是算力支持,这些公司此前在互联网医疗的布局和新冠肺炎抗疫所沉淀下来的场景数据、行业经验等,对科研团队也大有裨益。腾讯觅影在抗疫中援助各个医疗团队的应急专用CT装备中的AI技术模块,也被部署到腾讯云上,不仅能持续帮助更多抗疫前线的医生和患者,也为疫苗研发提供了宝贵的场景数据资料。

除了晶泰科技,还有众多的医疗科技公司、来自院校的科研团队,都在借用这些互联网公司提供的云计算来支撑新冠疫苗和药物的研发。

AI算力加快疫苗筛选工作。

北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院黄牛教授实验室, 在推进基于新型冠状病毒靶标结构的化合物虚拟筛选的工作中,针对新型冠状病毒的多个靶点,黄牛教授实验室通过腾讯云秒级交付的海量高性能计算、存储资源,快速计算筛选数亿级别的化合物数据库,结合实验验证,来寻找新型结构类型的先导化合物,为下一步新药研发工作提供依据。

原科学技术部部长万钢也十分看重AI在疫苗和药物研发的应用,“在大数据支撑下,人工智能算法创新使用的整序列、整基因组的RNA结构预测更为精准。此外,算力共享、分布式的计算,为疫苗和特效药物研发的数据分析、功效匹配、文件筛选等提供了有效支撑。”

科技公司的及时行动,为病毒预警和防治、及药物开发提供基础研究和数据开源支持,通过云计算节省下来的研发时间,将各个科研机构药物和疫苗研发的进程大大提前。全球各国、各个研究院、各个生物医药公司对新冠疫苗的研发,也都得益于中国科研团队分享的早期研究数据。

实际上,中国是新冠疫情中最早利用AI技术对新冠病毒、疫苗研发、药物研发进行探索的,这也给全球抗疫提供了一个重要的可能路径。

后来,全球的科学家在争相研究可能的新冠病毒治疗方法和疫苗,研究密度和速度,是人类历史上前所未有。而他们,几乎都选择使用AI 技术推进研发。

2020年5月,英国AI医疗领域的独角兽BenevolentAI在顶级医学杂志柳叶刀发表论文表示:通过靶向内吞,AI发现了四种潜在的药物通过抑制AAK1蛋白而抑制病毒内吞;

美国北大学研究人员在美国《国家科学院院刊》上发表研究报告称,AI工具可以帮助研究团体和决策者更快地决定如何“把钱花在刀刃上”,为那些最有可能成功的研究项目分配资源。

美国最大的阿贡国家实验室用全球最强大的5台超级计算机,将10亿个分子缩小到几千个,再结合物理仿真的深度学习进行图型识别,最后确定大约30种最有可能的新药物。

AI技术的使用不仅有助于挽救生命,AI与临床研究的结合,可以减少重复劳动与时间消耗,提升研发效率,大幅缩短研发周期;AI算法的迭代及算力的突破,还能有效解决疫苗和药物成本高、研究不力而出错等难题——降低整个人类试错成本。

按照以往,疫苗的开发一般需要12~18个月的开发周期,有时甚至需要好几年才有结果。但新冠病毒不会等人类的疫苗准备好再传播、进化、变异,它每一分每一秒都在掠夺生命。时间就是生命,这句话,没有谁比新冠疫苗研发人员和医护人员体会更深的了。

除了疫苗研发、医学影像检查,AI算力还在构建疫情发展模型、精确配置各类物资、分析各临床治疗方案寻找最佳诊疗路径等方面也起到了不容忽视的作用。

AI技术,成为防疫战中最坚实的后盾。即便是在中国抗疫暂告一段落时,AI技术仍在发挥作用,在公共卫生领域守护社会。

2020年7月15日,腾讯携手钟南山团队共同成立大数据及人工智能联合实验室,在流行病筛查、人工智能医学影像、流行病疫情预测预警方面重点合作。

AI算力支持钟南山医学基金会的研究

这个实验室利用AI预测COVID-19患者病情发展至危重概率的研究成果,被发布于国际顶级期刊《Nature》子刊《Nature Communications》上,该研究成果可分别预测5天、10天和30天内病情危重的概率,有助为病人进行早期分诊然后进行针对性治疗,提高医疗资源使用效率,降低新冠病毒伤亡率。

基于以上大量已经发生的事实案例,在岁末年初的预测报告中,“AI将提升药物及疫苗研发效率”成为备受关注的科技趋势,而“AI发现药物分子”被《麻省理工科技评论》评选为2020年“全球十大突破性技术”之一。

4AI药物研发

2019年,美国国家过敏和传染病研究所曾资助“配体搜索算法”项目宣布开发出了一种新型疫苗,这被认为是世界上首款由人工智能(AI)设计出的药物。

这个疫苗是由称为配体搜索算法(SAM)的AI程序设计的,由澳大利亚弗林德斯大学的研发团队开发。项目负责人尼古拉彼得罗夫斯基说:“这代表了一个新时代的开始,人工智能将在药物发现和设计中扮演越来越重要的角色。”

用AI程序设计药物,这也许听起来太超前了,有点像科幻片的情节。

用AI设计药物,并不遥远。

但一股不可逆的浪潮正在袭来,AI在新药研发领域开始发挥越来越重要的作用。

在中国,也有一家类似的AI加持、以计算驱动创新的药物研发科技公司,就是在抗疫中快速作出反应的晶泰科技。

晶泰科技的创始团队几乎都是麻省理工学院博士后,专攻物理、量子计算、生物等专业。晶泰科技基于前沿计算物理、量子化学、人工智能与云计算技术,为全球创新药企提供智能化药物研发服务。迄今,已成功为来自美国、欧洲、中国、日本的40余家先锋药企提供了药物研发服务。

晶泰科技最初诞生在麻省理工学院(MIT)的校园里,2015年,创始团队回国在深圳设立总部,也在这一年,晶泰科技得到腾讯、峰瑞资本和真格基金的3200万元A轮投资。只是A轮融资,晶泰科技一举成为当时AI医药研发领域总融资金额最高的公司之一。

趁着AI的东风,以及AI在医疗医药行业渐露头角,不少投资机构和科技巨头纷纷布局AI新药研发领域。

2018年初,晶泰科技完成约1500万美元的B轮融资,由红杉中国领投,谷歌跟投,A轮投资方腾讯继续在本轮追加投资。

就在晶泰科技刚完成B轮融资的2018年5月,晶泰科技与国际医药巨头辉瑞制药签订战略研发合作,驱动小分子药物的创新。

2020年,晶泰科技又以3.188亿美元的C轮融资,刷新全球AI药物研发领域融资额的最高纪录。

这次,进场的风投机构多大数十个,由软银愿景基金2期、人保资本、晨兴资本联合领投,中金资本、招银国际招银电信基金、Mirae Asset(未来资产)、中证投资、中信资本、海松资本、顺为资本、方圆资本、IMO Ventures、Parkway 基金等多家来自全球的投资机构跟投,腾讯、红杉中国、国寿股权投资、SIG 海纳亚洲等早期股东继续追加投资。

晶泰科技多次被腾讯追加投资,也许是因为同为科技企业,他们同样看到了AI技术在医药创新研发上的价值。

国内从事AI医药研发的公司涌现,已成浪潮

红杉资本全球执行合伙人沈南鹏在B轮领投晶泰科技的时候,是这样说的:“晶泰科技的技术创新针对药物研发中高度依赖实验试错所带来的痛点与瓶颈提供了独特的解决方案。”

实验试错成本,这是一个即使是国际医药巨头也为之头痛的问题。研发时间长、高投入、高风险、回报慢等问题一直困扰制药企业。最新数据估算,一款新药成功上市平均需要花费约14年时间。更糟糕的是,新药研发成本让药企越来越难以负担。

十年前,成功上市一款新药的成本大约是11.88亿美元,2017年,成本增加到20亿美元,而现在,已经涨到大约26亿美元。

然而,传统医药创新研发的投资回报一直都很低,回报率只有个位数。如2017年,即便是全球前12位的生物制药巨头,在研发上的投资回报率仅有3.2%。巨头尚且如此,其他中小药企在传统的研发方式下,研发投资回报率更低得不可想象。

AI技术制药,给这种日渐固化的模式,带来了巨大的冲击。除了辉瑞,还有罗氏、赛诺菲、默沙东这些国际医药巨头,已经纷纷开始跟创新企业进行合作探索用AI技术助理药物创新研发。中国的制药行业,也终于有机会打破几十年来的巨大限制。

最近,创新工场宣布进军医疗领域,李开复认为,医改后,随着中国医疗行业大数据逐步到位,结合AI的新药研发技术等开始出现并成为可能。而以HBAT为代表的科技互联网巨头,在2020年对互联网医疗的布局也开始升级,集体将目光瞄准AI新药研发领域。

百度牵头发起的 "百图生科" 生命科学平台公司成立,将用AI技术加速新药和诊断产品的研发。2019年,百度还全资收购AI医疗数据服务提供商康夫子健康,投资了AI制药企业Inscilico Medicine;

阿里巴巴方面,阿里云与全球健康药物研发中心(GHDDI)合作,开发AI药物研发和大数据平台;

腾讯首席运营官任宇昕介绍“云深智药”

腾讯,于2020年7月推出首个AI驱动药物研发平台“云深智药(iDrug)”,向科研人员全面开放。目前,云深智药平台目前已与多家药企展开合作,将AI模型应用到实际药物研发项目中,其中包括筛选抗新冠病毒药物的相关研究。

此外,腾讯三度投资了晶泰科技后,又于2019年参与领投太美医疗科技,一家国内领先的医药行业SaaS服务提供商,主要产品涵盖临床研究、药物警戒等领域。

而实体经济巨头华为,也在在2020年8月上线医疗智能体,华为还针对医药企业的信息化升级推出医药云解决方案,以“合规+医药AI”为基础,贯穿医药研发到配送的全流程。

2020年的新冠疫情,让世界认识到AI在药物研发上的积极作用,HBAT等代表的科技公司的入场,可能会推动AI新药行业打破僵局。

在那篇《我国今天的新药创新超过20世纪70年代了吗?》的文章中,饶毅还指出了一个趋势,随着我国医药人才增加,研究和研发条件、投资环境改善,正在默默推进研发的药物中,也许会有创新程度很高的工作。

饶毅写这篇文章大约是在2016年,现在,曾经设想的“创新程度很高”的可能性,正在实现中。

无独有偶,腾讯公司创始人马化腾于2018年10月23日在知乎问答平台上实名向网友提问:“未来十年哪些基础科学突破会影响互联网科技产业?产业互联网和消费互联网融合创新,会带来哪些改变?”

三年多过去了,共有3295位网友回答了马化腾,其中排序最高的回答正是饶毅。

饶毅回答马化腾:他认为AI(人工智能)和NI(自然智能)是未来十年基础科学的突破口之一,他说:“计算机与生物之间可能已经有几个突破口:脑科学对人工智能的影响,虽然有限,但也出现过深度学习这样的例子;计算机对于基因分析的影响很大,对于精准医学的影响也会越来越大,同理还有成像技术,涉及生物医学的面很广(从高分辨率单分子光学成像,到人体核磁共振成像),前景广泛。”

马化腾在饶毅答案中真人回复评论,他直言“计算机和生物的交叉学科是一个突破口,但目前的类脑研究方法让我觉得还很遥远。”

马化腾认为很多事情“很遥远”并非一种妄自菲薄,实际上以国内医药行业为例,整体上并没有那么乐观,比如超九成药企依旧从事各种被质疑的仿制药的生产,由于各种原因,进入AI制药领域的企业寥寥无几。

我们看到的,也只有敢于变革的互联网科技企业、头部药企以及一些新锐的医药科创企业。

难的是,在高阶的AI技术和遥远的未来到来之前,别让疾病带走任何一个本有机会活下去的人。

AI技术用于新药研发,对于普通人来说,这意味着什么?

药物研发的成本降低了,医药企业再没有理由以“研发成本”来高价销售,患者就更有可能获得性价比高且安全易得救命药。

我们现在所抱怨的“4万一瓶续命药,还不一定买得到”的问题,将会随着中国AI技术在医药研发上的成熟和变革,而慢慢得到解决。

那时候,再不需要谁是药神。

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