MNC、Biotech、大科技公司掘金AI制藥!中國AI制藥進入臨牀試驗階段,以英硅智能爲代表的AI制藥公司能否上岸?下一步重點方向在哪?
1年前

  繼去年谷歌DeepMind因成功破解蛋白質折疊問題而受到廣泛報道。2023年8月9日,英偉達BioNeMO展示的包括9種加速藥物模型再次令業界興奮。

  

(NVIDIA BioNeMO包括9種加速藥物模型,2023年8月9日消息)

  從谷歌AlphaFold DB數據庫到英偉達Clara Discovery的超算集合,人工智能(AI)參與藥物研發的時代加速到來。以藥物篩選爲例,2018~2020年間每月才0.08個,2021年每月2個。現階段,英偉達BioNeMo已經能夠提供包括9種加速藥物研發的模型,覆蓋從分子對接到蛋白質3D結構的發現。

  AI藥物設計在小分子領域展現的巨大潛力,吸引了全球和中國制藥大廠和資本的關注和投資,开啓一場由AI驅動的醫藥掘金之旅。目前全球有700余家AI制藥公司,有超過一半在美國,其次是歐盟佔比約17%,中國佔比3.5%。

  現階段,AI制藥商業模式包括AI藥物开發平台SaaS如薛定諤、英偉達Clara,以交付先導化合物的的CRO如晶泰科技和騰邁醫藥,以自研管线路徑如英硅智能。但國內外藥企處在不同發展階段的差異性,AI技術變革下,Biotech與MNC合作成爲必然。

  不同於傳統制藥企業需要嚴格遵循“早期篩選-候選化合物評估-候選化合物工藝开發和優化-臨牀前-臨牀I/II/III期-新藥上市”的新藥开發流程,AI制藥並不是完全的线性發展,就上述流程在AI技術介入下可同時進行,從數十億分子中篩選出成功的苗頭化合物。

  這種顛覆性最能體現在:一種新藥推向市場傳統上平均需要10年以上的時間,AI制藥則大大提高了藥物研發的效率,开發成本直接降低大約10%(傳統新藥研發資金需投入約26億美元)和藥物總研發周期平均縮短1/2到2/3(傳統新藥开發到上市平均需要10-16年)。

  在醫藥投資回歸理性等多因素綜合下,AI制藥行業开始更加期待臨牀驗證階段能夠取得關鍵性成果。若在臨牀關鍵階段有所突破,AI制藥對生物醫藥行業和人類的意義無疑是巨大的。

  一、掘金AI制藥,MNC、Biotech、大科技公司

  從技術迭代的角度,AI在生物制藥領域在上個世紀還處於計算機輔助設計的探索階段。傳統大型制藥企業在新藥研發領域絕對優勢,基本上以投入部分資金表示對新技術的觀望態度。

  2012年以來,AI藥物設計在小分子領域展現的巨大潛力,才引起了大型MNC的關注和投資。

  而目前比較熟知、獲得資本扎堆投資和已經成功上市的Biotech公司大部分都是在2012之後成立的,比如Exscientia(2012年成立)、AbCellera(2013年成立),晶泰科技(2015年成立)、宇道生物(2013年成立)。其中,晶泰科技的創立,代表着中國AI+藥物設計的興起,自此中國AI藥物初創公司如雨後春筍般出現。

  2017-2021年,AI藥物發現公司研發管线呈現迅猛增長趨勢,Discovery從28增長到158,而在此期間TOP 20的大型MNC的管线數量從709減少至333。

  不能完全說MNC在AI制藥時代的表現平淡,但是利用神經網絡模擬分子相互作用的小型生物技術和大型制藥公司之間的競爭環境已然改變。正如德勤在研究報告中指出的那樣,2017年全球TOP10藥企巨頭在研發上的投資回報率僅有3.2%,處於8年來最低水平。AI制藥時代的到來,讓制藥巨頭們在新藥开發層面看到曙光。

  1、MNC重金獵藥

  一般而言,傳統的新藥研發是一個極其漫長和研發費用高昂的過程,藥企同時還面臨着研發失敗的高風險。而大型MNC研發一款重磅藥具備偶然性,都渴望能夠暢銷十幾年或二十幾年。對AI應用於制藥領域的不信任多少讓MNC慢了節拍。

  AI可以提高競爭和生產力,但它也可以成爲一個偉大的平等者,讓小玩家與巨人處於同等地位。

  以藥物研究爲例。大公司有預算和資源對數百萬候選藥物進行物理測試,這使它們比初創企業和研究人員更具優勢。但是較小的實驗室可以通過利用模擬潛在藥物分子如何與靶蛋白結合的神經網絡來獲得類似的結果。

  但由於篩選數十億種化合物,的挑战在於,合成新分子的准確度,需要做出物理上真實和化學上真實的東西。因而,在AI制藥時代,掌握了單項技術壟斷的Biotech與MNC爲擴大市場規模贏得競爭不謀而合,兩者合作成爲必然,風險共擔嘛。

  數據顯示,2016-2018年,全球頭部MNC與AI公司合作交易數量從3個增長至14個,主要有默沙東、強生、阿斯利康、諾華、輝瑞等;2019-2021年合作交易數量從31個增長至77個,主要以羅氏、安斯泰來、GSK、禮來、安進等佔據頭排。

  近三年,資本對AI公司給予了前所未有的重視,2020和2021年兩年間,15家人工智能(AI)驅動的生物技術公司成功上市。顯而易見,資本對AI驅動的"新生物技術"日益信任。其中,Abcellera在納斯達克上市,募資5.555億美元,該公司利用其抗體發現平台來確定新的候選藥物,其與Moderna合作爲mRNA療法發現治療性抗體。

  而成立於2019年的Valo Health在2021年6月通過SPAC的方式上市,融資超過5億美元。Valo的Opal平台是一個完全集成的、組件化的、端到端的藥物开發平台,採用雲計算和人類數據。這個計算平台由於減少了藥物开發過程的成本、持續時間和失敗次數而使其更加高效。

  另外,還發生多筆重磅交易,包括2021年,羅氏/Genentech與Recursion合作,在神經和腫瘤領域確定新靶點和候選化合物,首付款1.5億美元;2022年,賽諾菲與Exscientia達成15種新型小分子療法領域合作,首付款1億美元,總金額52億美元。

  再有,2022年11月,總部位於香港的Insilico Medicine與賽諾菲公司籤署了一項價值12億美元的潛在交易,利用Insilico Medicine的"Pharma.AI"平台發現多達六個新靶標。

  量子模擬有望極大地促進生物學、化學和醫學中復雜而重要的問題的解決。2022年9月21日,諾和諾德基金會撥款2億美元,用於建立第一台全面的量子計算機,用來开發新藥。

  2022年5月,阿斯利康宣布與英國人工智能驅動的藥物發現領導者BenevolentAI的合作中收集了第二個肺纖維化靶標。僅僅幾個月後,在2022年10月,BenevolentAI成功地爲阿斯利康的研發提供了另外兩個人工智能生成的靶標,靶標是慢性腎髒疾病和特發性肺纖維化。

  Exscientia與拜耳籤訂了一份爲期3年、價值2.66億美元的協議。此次合作將利用AI加速腫瘤和心血管疾病的小分子候選藥物發現。

  2、中國AI制藥星星之火,攜手點燃

  較之於美國已有十幾家AI驅動生物技術成功IPO,截至當前,中國尚未有AI制藥公司上市。中國目前已有AI初創制藥企業近80家,有一半是專注於小分子研發,10%專注於大分子和技術服務。商業模式和價值逐漸清晰,大多數是SaaS+CRO/SaaS+bio/CRO+bio/SaaS+bio等混合模式經營,佔比31%,以AI輔助开發平台SaaS佔比25%,Biotech佔比8%。  

  令我們比較欣慰的是,據BCG不完全統計顯示,國內頭部藥企跟初創AI生物技術公司的合作在近三年出現井噴式增長,2019年合作數量只有4個,2021年達到36個,增長率爲200%。

  有超過40家藥企包括頭部公司和Biotech參與了AI制藥。頭部藥企有百濟神州、中國生物制藥、華東醫藥(000963)、再鼎醫藥、恆瑞醫藥(600276)、復星醫藥(600196)等。Biotech公司裏最爲引人注目的當屬2015年成立的晶泰科技和成立於2014年的英硅智能

  現階段國內頭部藥企和Biotech的合作雖然尚處於起步階段,但在一級市場,中國AI制藥領域交投仍舊活躍。A輪及早期佔比79%,B輪大概在12%內,能夠走到C輪的10%內。晶泰科技和英硅智能是唯二的完成D輪的AI制藥公司。

  晶泰科技 (XtalPi)是一家以數字化和智能化驅動的AI藥物研發公司,擁有智能數字藥物發現和开發(ID4)平台,其基於量子物理、量子化學、人工智能與雲計算技術,爲全球創新藥企提供智能化藥物研發服務。公司與加科思藥業合作开發抗腫瘤小分子首創新藥的臨牀前候選藥物發現,與華東醫藥合作研發新一代AI抗腫瘤藥物。

  值得一提的是,晶泰科技2020年9月C輪超額融資3.188億美元,創造了全球AI藥物研發領域融資額的最高紀錄。豪華的投資隊伍包括軟銀愿景基金2期、人保資本、晨興資本聯合領投,中金資本、招銀國際招銀電信基金、Mirae Asset(未來資產)、中證投資、中信資本、海松資本、順爲資本、方圓資本、IMO Ventures、Parkway 基金等多家來自全球的投資機構跟投,騰訊(2018年參與B輪)、紅杉中國、國壽股權投資、SIG海納亞洲等早期股東繼續追加投資。

  英硅智能則與中國生物制藥展开合作,後者提供多種類型癌症的潛在靶點,英硅智能利用公司專有的生成式AI平台即Biology42、Chemisty 42及Medicine42,針對潛在靶點設計小分子抗癌新藥。

  兩年後的2022年,英硅智能與復星醫藥達成合作,雙方在4個指定靶點的AI驅動藥物研發和QPCTL項目共同开發,前期付款1300萬美元,後續將分享QPCTL項目的商業利潤。

  今年6月,英硅智能向港交所提交了上市申請,有望成爲“AI制藥”第一股。

  根據招股書,英硅智能的收入來自於藥物研發服務、軟件解決方案服務。2021年和2022年,公司的收入分別爲471.3萬美元、3014.7萬美元,主要來自於藥物研發服務。不過目前公司仍舊虧損,兩年虧損合計約1.1億美元。因爲公司在研管线大多處於臨牀較早期,臨牀成功與否成爲驗證公司商業模式的關鍵而被廣泛關注。

  英硅智能利用Pharma.AI平台設計及开發多元化管线項目,其核心產品ISM001-055是一款用於治療特發性肺纖維化相關適應症TNIK靶點藥物,這是第一款由AI設計進入臨牀階段的藥物,目前已經進行到臨牀2期,且FDA已對ISM001-055授出IPF適應症的孤兒藥資格認定。未來若公司核心產品達到臨牀驗證,將對中國AI制藥進入國際市場意義非凡。  

  3、大科技公司

  人工智能的深度學習模型將藥物篩選的預測准確率提高到70%,而之前的機器學習模型爲52%。

  在這場AI掘金之旅中,大科技公司在AI藥物开發方面的力量是不能忽視的,如Alphabet、微軟、亞馬遜、IBM、百度、華爲和騰訊等都在人工智能和大數據技術方面具有能力和專長,也在進軍藥物發現領域,通過投資、創辦初創公司、與生命科學公司合作、實驗、創新等。

  國外谷歌DeepMind與EBEL展开新的合作。國內華爲健康智能實驗室和上海藥物所合作开發的盤古藥物模型(PanGu Drug Model),利用數十億的化合物來學習分子表徵和重建。除了在預測分子特性方面有良好的表現外,PanGu 在化合物-蛋白質相互作用的預測也能提供有效的信息。

  小結,全球AI制藥領域投融資仍然活躍,AI生物技術成爲投資者有利可圖的領域。而領先的制藥公司和CRO急於爭奪與AI驅動的公司的合作,以及越來越多的概念驗證突破如賽諾菲與BioMed X達成合作用虛擬患者預測藥物療效的概念得到驗證,證實了AI技術已經達到了實質性的成熟度,能夠爲藥物發現帶來切實的價值,遠不止簡單的優化收益。

  二、AI藥物進入臨牀試驗階段,能否上岸?

  臨牀試驗是藥物开發的基石。成功的藥物开發依賴於准確和有效的臨牀試驗。所以,AI制藥在臨牀的試驗同樣非常關鍵。

  目前全球尚未有一款AI藥物上市。AI制藥在臨牀領域面臨巨大挑战。成,开啓新紀元;敗了就敗了,回歸傳統制藥繼續磨。

  該如何解決臨牀方面的需求?虛擬臨牀試驗提供參考。

  Tempus爲GSK提供AI平台和去識別化患者數據庫進行臨牀試驗設計,初始款7000萬美元。拜耳與芬蘭的Aalto大學合作爲期三年的未來臨牀試驗(FCT),利用人工智能創建"虛擬"對照組,將真實世界數據和臨牀結果結合起來。目前似乎進展緩慢。

  谷歌AlphaFold DB可以從近1萬個蛋白結構增加到超過200億個結構的巨大潛力。但是,虛擬篩選測試分子的過程非常復雜,模型必須對多個不同的3D位置進行採樣,以確定分子的親和力。而候選藥物苛刻的安全有效,臨牀試驗也可能因資金不足、入組人數不足或研究設計不佳而失敗。

  例如,由Exscientia和日本住友制藥合作开發DSP-1181的藥物,是一種用於治療強迫症(OCD)的長效血清素5-HT1A受體激動劑,這是全球首個由AI設計的分子,但因臨牀I期研究未達標而停止研發。

  Recursion(Nasdaq:RXRX)开發的REC-3599用於治療一種罕見病—GM2神經節苷脂沉積症臨牀I期結束後下階段的臨牀試驗遲到2年也已停止研發。

  以上可以看到,美國雖然在AI制藥領域市場規模領先,但從管线破產可見,資本套利目的性很強。不過也有部分進入臨牀。

  非窮盡,目前進入臨牀試驗的AI賦能的藥物有:

  2022年4月5日,由Biolojic Design計算設計的單克隆抗體AU-007,是首個計算設計的人類抗體AU-007進入臨牀。對IL-2的CD25結合部分具有高度選擇性。目前未有相關臨牀數據進一步的釋出。

  2022年6月28日,Schrdinger (Nasdaq: SDGR) 關於MALT1抑制劑SGR-1505的新藥研究申請 (IND)獲得FDA批准,在2022年下半年啓動SGR-1505在復發或難治性B細胞淋巴瘤患者中的1期臨牀試驗,漫長的等待。

  BioXcel利用AI平台开發的藥物Igalmi (dexmedetomidine,右美托咪啶) 屬於老藥新用,已於22年6約獲FDA批准,不過目前沒有關於Igalmi定價的信息。Igalmi是一種舌下膜劑,旨在減少被診斷爲雙相情感障礙或精神分裂症患者的躁動發作,易於使用、可以快速起效。

  較之於國外急於臨牀驗證而不可得,管线砍半或轉向進入緩慢驗證階段,中國AI制藥公司在臨牀方面雖然慢但走的相對較穩,不過國外AI制藥公司在臨牀領域的失敗遭遇,中國AI制藥公司面對的考驗和壓力並不少多少。而且,中國還沒有一家AI制藥公司上市,投資者急於退出,能夠堅定的站穩的AI制藥公司屈指可數。

  冰洲石生物AC0176是一種口服嵌合降解劑分子,用於潛在的前列腺癌治療。在中國的1期臨牀成功完成首例患者給藥。這是由冰洲石生物自主研發並擁有全球專利。

  晶泰科技是國內AI制藥行業的先驗者之一,還記得公司那筆C輪超3億美元的全球AI藥物研發領域融資額的最高紀錄嗎,超過15家機構和基金的豪華投資隊伍。

  晶泰科技利用公司ID4Inno平台研發以重點布局小分子腫瘤藥物,以及大分子ADC/實體瘤和前瞻性療法。在研管线中有三個產品進入IND,其中XBD-101獲得FDA批件,該候選分子具有高選擇性,高活性,對多個臨牀耐藥突變敏感,展現出良好的臨牀前有效性和安全性等優點,XBD-101是現有競品中覆蓋突變最多及藥效最優的新一代抑制劑。該項目已在中國和美國獲批开展臨牀試驗。  

  英硅智能用於治療特發性肺纖維化相關適應症TNIK靶點藥物ISM001-055進入臨牀2期並獲得了FDA授出的IPF適應症的孤兒藥資格認定。這是國內AI制藥在臨牀層面走的最遠的公司,如果該公司在臨牀取得突破性成果並有產品落地,公司將是全球第一個最終走向AI賦能的biotech。

  市場對英硅智能的想象隨着臨牀的推進一步步提升。距離2023年6月27日公司向港交所遞交招股書兩個月了,國內外的醫藥投資者都在關注這個結果何時落地。聽多了國外AI制藥臨牀破產的故事,在行業和投資面對雙重艱難中,一個幻想碎了就想要另一個幻想來繼續驗證,要么扶搖直上,要么碎的更加徹底。

  從行業和投資兩方面,中國AI制藥公司都進入到驗證階段,能否上岸,英硅智能身兼重任啊。

  不過,全球來看,雖然部分臨牀的失敗打擊了AI制藥的信心,也引發了對AI制藥的質疑。但我們總說,新技術的發展是曲折的,總體趨勢是螺旋式前進的。那些閃爍光輝正激勵一代代技術不斷迭代,一代代獵藥人砥礪前行。而在這場獵藥之旅當中,中國AI制藥公司領先。但臨牀效果能否達標並順利推出產品仍然是一個問題,以及後續的商業化難題。那么,中國AI制藥公司能否上岸呢?

  總結

  AI制藥新技術雖然掌握在Biotech公司手裏,但從技術落到產品端,即大工業化仍然要借助傳統的大公司來實現,所以Biotech和MNC合作是必然,星星之火,攜手點燃。

  中國AI制藥產業,在整個行業收縮和醫藥投資回歸理性下,對臨牀驗證階段能否取得關鍵性成果的期待,將影響資源和資金之後的方向。

  目前AI制藥的研究重點仍然聚集在小分子藥物方面。相比之下,全新的靶點如蛋白質-蛋白質相互作用、具有大接觸面積的靶點、蛋白質-核酸相互作用,以及下一代靶點如利用細胞的蛋白質降解機制,正在推動各種新興分子模式的出現,但也是“不可成藥”靶點的技術難點所在,涉及的技術包括量子化學計算、AI+冷凍電鏡等。未來AI制藥將逐步擴列至合成大分子生物藥,抗體、多肽等將是下一個藥物發現的重點領域。

(責任編輯:劉海美)
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