從CADD到AIDD

由技術(shù)掀起的“旋風(fēng)”從未停止

原來籠罩在制藥行業(yè)的“雙十”定律

也正在被“瓦解”

2023年3月16日，微軟大中華區(qū)戰(zhàn)略孵化器（Greater China Strategic Incubator，以下簡稱 CSI）在上海WeWork（星薈中心）成功舉辦了“AIDD”專場活動，本場活動聚集了AI新藥研發(fā)企業(yè)、行業(yè)領(lǐng)先藥企、學(xué)界領(lǐng)袖、行業(yè)投資人，以及微軟亞洲研究院專家、人工智能制藥領(lǐng)域的多位專家，大家分別從行業(yè)、技術(shù)等維度暢談近期AIDD領(lǐng)域的發(fā)展見聞，共同探索AIDD領(lǐng)域未來的無限發(fā)展可能。

技術(shù)持續(xù)精進

打破制藥的“雙十定律”

原來研發(fā)新藥，對于制藥企業(yè)來說不亞于一次“革命”，動輒要耗時10年，10億美金的投資，靶點發(fā)現(xiàn)、化合物曬選、分子設(shè)計等環(huán)節(jié)，無一不需要研發(fā)人員的超強技術(shù)和耐心，但當Azure OpenAI的技術(shù)應(yīng)用于制藥領(lǐng)域后，則完全顛覆了原來的流程，不僅提升了研發(fā)流程，更提升了藥物的療效和安全性。

微軟CSI 總經(jīng)理 張思元

在活動中，微軟CSI總經(jīng)理 張思元，全面講解了CSI如何以全棧式智能云技術(shù)、微軟全球生態(tài)和商務(wù)資源，以及覆蓋世界主要市場的市場資源和推廣渠道，為處于不同發(fā)展階段的AI技術(shù)企業(yè)提供量身定制的孵化支持。

CSI作為微軟專門為支持大中華市場創(chuàng)業(yè)者和創(chuàng)業(yè)公司成長、發(fā)展而成立的跨部門項目，通過整合微軟在大中華區(qū)的優(yōu)質(zhì)技術(shù)、能力、資源，為領(lǐng)域內(nèi)優(yōu)秀的創(chuàng)業(yè)者提供從技術(shù)研發(fā)運維、商務(wù)資源和生態(tài)對接，到全球主要市場和推廣渠道的全方位支持。幫助更多企業(yè)快速完成從“0”到“1”，從“1”到“N”甚至“N 的高次冪“的快速迭代，和強化品牌影響力的擴張發(fā)展。

當談到AIDD（AI賦能創(chuàng)新藥物研發(fā)），以及如何更好的利用AIGC和最近大火的OpenAI的技術(shù)輔助AIDD這個話題時，張思元和與會嘉賓們一起頭腦風(fēng)暴：AI與制藥已有諸多交叉，語言生成模型的巨大突破，讓研究者開始探索能否在生物制藥領(lǐng)域搭建類似的AI模型。生成式AI因其在靶點發(fā)現(xiàn)上的優(yōu)異表現(xiàn)已經(jīng)引起了業(yè)界的興趣。傳統(tǒng)的AIDD的研發(fā)是通過大數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)模型，來篩選出潛在的靶點和候選化合物，并進行虛擬篩選和優(yōu)化。已經(jīng)有制藥公司使用生成式AI設(shè)計針對疾病的蛋白質(zhì)模型的特性或功能。除了大分子藥物發(fā)現(xiàn)外，生成式AI在藥物設(shè)計、劑量選擇等藥物開發(fā)環(huán)節(jié)中也可以為提高效率、完善治療效果扮演重要角色。比如利用微軟Azure OpenAI服務(wù)，調(diào)用Codex模型來生成上面提到的藥物設(shè)計和臨床試驗環(huán)節(jié)的代碼和文檔，并利用DALL-E2模型來生成藥物分子結(jié)構(gòu)、藥物作用機制等方面的可視化的圖像和視頻，提高認知和關(guān)注。

在整個藥物研發(fā)過程中，生物醫(yī)藥公司可以大大節(jié)省時間和資源，并提高創(chuàng)新性和競爭力。同時，在整個AI生成的過程中，人工智能也可以不斷地從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)并優(yōu)化自身性能，并與人類專家進行有效地協(xié)作與交互。真正做到微軟一直倡導(dǎo)的，人工智能模型來推動各行業(yè)應(yīng)用程序的創(chuàng)新，更快、更負責任地構(gòu)建未來，普惠全人類，AI for Good。

微軟CSI 醫(yī)療負責人 姚瑤

微軟CSI 醫(yī)療負責人 姚瑤 則全面講解了微軟CSI是如何助力AI制藥實現(xiàn)加速跑。她在分享中談到：CSI一直致力于推進最前沿的科技發(fā)展和革新。當下的醫(yī)藥賽道，最受矚目的技術(shù)革新無疑就是人工智能藥物研發(fā)。如果把藥物研發(fā)的過程比作一個大漏斗，研發(fā)的目的就是盡快地篩選出優(yōu)質(zhì)的候選藥物。人工智能可以在這個過程中發(fā)揮巨大的作用。

過去十年AIDD行業(yè)的發(fā)展一直是充滿各種挑戰(zhàn)的，但近年來AIDD行業(yè)也給我們帶了很多的驚喜。有不少AIDD企業(yè)的AI研發(fā)管線已經(jīng)進入了一二期臨床試驗，還有一些已經(jīng)獲得了來自藥企的高額里程碑付款合同。

微軟一直在提倡一個口號，就是AI for good。把人工智能用在有益處的地方，如促進人類的健康，保護地球的環(huán)境，等等。在這些方面，微軟也一直在貢獻自己的力量，如：

1.運用微軟Azure云超算基礎(chǔ)設(shè)施，幫助新藥研發(fā)企業(yè)不斷訓(xùn)練并優(yōu)化藥物研發(fā)的AI模型。

2.通過微軟Office 365和Dynamic 365，幫助醫(yī)療健康企業(yè)在內(nèi)部協(xié)作上更加緊密、事半功倍。

3.在微軟云服務(wù)安全、數(shù)據(jù)防泄漏、端到端管理上，運用全方位的數(shù)據(jù)安全及合規(guī)解決方案，為制藥企業(yè)保駕護航。

等等。

相信微軟與AI制藥的結(jié)合，將為AI制藥行業(yè)的未來賦予更廣闊的發(fā)展空間。結(jié)合諸如Azure OpenAI帶來的重大的技術(shù)革新，不斷激發(fā)全行業(yè)在AI for science這個領(lǐng)域上更加深入的探索和創(chuàng)新。

晶泰科技 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 馬健博士

晶泰科技作為一家以智能化、自動化驅(qū)動的藥物研發(fā)科技公司，為全球生物醫(yī)藥企業(yè)提供藥物發(fā)現(xiàn)一體化解決方案。晶泰科技 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 馬健博士在現(xiàn)場分享了晶泰科技從自動化到智能化的“AI故事”，他說：“從2015年開始，中國醫(yī)藥行業(yè)開始艱難轉(zhuǎn)型，隨后伴隨技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，中國創(chuàng)新藥迎來了蓬勃的發(fā)展期，在資本、政策的持續(xù)推動下，藥物研發(fā)也一步步從自動化走向智能化，而晶泰科技抓住了這一發(fā)展風(fēng)口，通過首創(chuàng)智能計算、自動化實驗和專家經(jīng)驗相結(jié)合的藥物研發(fā)新模式，打造了三位一體的研發(fā)平臺，覆蓋了從靶點識別到新藥識別的全流程。”

馬建博士認為，傳統(tǒng)技術(shù)手段下創(chuàng)新藥的研發(fā)進入了“瓶頸期”，亟需新的技術(shù)、工具來破局，制藥企業(yè)不僅要布局新靶點，更要持續(xù)迭代研發(fā)技術(shù)，改變開發(fā)策略，借助自動化、智能化技術(shù)加速藥物研發(fā)的過程。晶泰科技也用類似技術(shù)開發(fā)了proteinGPT以幫助企業(yè)一鍵生成具有成藥潛力的蛋白，從而幫助用戶縮短藥物研發(fā)周期，提高研發(fā)成功率。微軟Azure作為唯一一家提供英偉達A100 GPU與 InfiniBand 的組合的云廠商，在 scale-up & scale-out的場景，是非常適合大模型訓(xùn)練的，也是OpenAI的相關(guān)技術(shù)場景成功的因素之一。我們已經(jīng)看到 A100與200GB InfiniBand在訓(xùn)練OpenAI的模型時發(fā)揮的優(yōu)勢，更加期待不久后微軟 Azure上H100系列與400GB InfiniBand可以帶來的進一步效率提升！

英矽智能 聯(lián)合首席執(zhí)行官兼首席科學(xué)官 任峰博士

英矽智能作為一家生成式人工智能驅(qū)動的端到端藥物研發(fā)公司，其生成式人工智能平臺Pharma.AI和第六代全自動化智能機器人實驗室已獲得了廣泛認可，并在多項自研和合作管線中得到驗證。在活動中，英矽智能 聯(lián)合首席執(zhí)行官兼首席科學(xué)官 任峰博士說：“AI可以深入賦能藥物研發(fā)的各個階段，英矽智能借助人工智能平臺發(fā)現(xiàn)新穎靶點，并針對特定靶點從頭生成新化合物，從而賦能新藥物研發(fā)的多個關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程。”

本次分享，任峰博士首先重點介紹了Pharma.AI下靶點發(fā)現(xiàn)引擎PandaOmics剛剛上線自然語言問答功能chatPandaGPT和英矽智能于2022年底上線的智能機器人實驗室。接著，通過三個案例具體講述了AI平臺和智能機器人實驗室賦能下，英矽智能在創(chuàng)新藥方面的實踐，他說：“抗特發(fā)性肺纖維化項目是首例用人工智能發(fā)現(xiàn)的全球首創(chuàng)新藥，通過這個項目我們驗證了平臺在早期藥物研發(fā)的有效性；在30天發(fā)現(xiàn)肝細胞癌苗頭化合物的案例中，團隊將自有人工智能平臺與AlphaFold相結(jié)合，為創(chuàng)新靶點藥物開發(fā)提供全新解決方案路徑；在自主研發(fā)的AI抗新冠口服小分子項目中，人工智能設(shè)計的化合物以全新的結(jié)合模式與靶點蛋白結(jié)合，并在安全性、有效性和合成步驟等方面體現(xiàn)出多重差異化競爭優(yōu)勢。”

未來，英矽智能將與微軟進一步探索AI領(lǐng)域的應(yīng)用，挖掘更多生成式AI的使用場景。希望基于微軟Azure的端到端管理、數(shù)據(jù)庫安全防護、云服務(wù)安全管理，以及跨區(qū)域的M365等產(chǎn)品及服務(wù)，可以幫助正在快速擴張的英矽智能釋放出最大的創(chuàng)新能量。

智化科技 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 夏寧博士

智化科技 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 夏寧博士在活動中提到：“基于人工智能逆合成工具，可以更有效的提高路線合成速度，而智化科技則通過自主開發(fā)的算法，用化學(xué)知識將復(fù)雜的合成問題分解為小而簡單的問題后再用數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)進行解決。”同時夏寧博士還全面介紹了使用AI逆向合成在加快設(shè)計速度、減少失效反應(yīng)等方面的優(yōu)勢，以及如何幫助醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)＜覕U大搜索空間，找到復(fù)雜目標的最佳路徑，從而更好的克服路線合成困難。

夏寧博士在介紹人機智能協(xié)作實驗室時說：“實驗室可提供7*24小時不間斷工作，可讓日反應(yīng)數(shù)提升50%，并縮短項目周期；在分析智能化和分離智能化方面，既能自動推薦雜質(zhì)結(jié)構(gòu)，標記相似度，還能提升反應(yīng)分離的準確度，幫助研發(fā)者能借助AI，更高效的推進研發(fā)進程。智化科技十分期待，就其人機智能實驗室與微軟的前沿技術(shù)碰撞出更多創(chuàng)新的火花，為制藥企業(yè)提供更多優(yōu)質(zhì)的AI解決方案。”

微軟亞洲研究院 首席研究員 秦濤博士

微軟亞洲研究院 首席研究員 秦濤博士在分享中說：“近幾個月來我們見證并親歷了以ChatGPT為代表的AI大模型對自然語言處理、計算機視覺、語音處理等領(lǐng)域的巨大推動以及人類社會方方面面的重大影響。未來3-5年，我們很有可能再次見證人工智能特別是大規(guī)模語言模型分子模型對藥物研發(fā)的巨大推動和醫(yī)藥領(lǐng)域的重要影響。微軟研究院將利用自身在AI大模型方面的深厚積累，賦能藥物研發(fā)，為提高社會福利做出貢獻。”

在分享中，秦濤博士介紹了微軟研究院在AIDD領(lǐng)域的一系列研究成果，包括生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域先進的語言大模型BioGPT、催化劑挑戰(zhàn)賽冠軍模型Graphormer，以及在靶點變異、分子生成、分子構(gòu)象生成、分子性質(zhì)預(yù)測、藥物-靶點親和力預(yù)測、逆合成等方向的最新研究進展。這些成果為藥物研發(fā)和醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展提供了強大的支持，讓我們對未來充滿信心。

思維碰撞 深度交流AIDD發(fā)展新未來

在圓桌論壇環(huán)節(jié)阿斯利康全球研發(fā)中國中心 數(shù)字化和數(shù)據(jù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化戰(zhàn)略負責人 姚巒娣博士、諾和諾德生物醫(yī)學(xué)信息部 部門主管 蔣玲玲博士、恒瑞醫(yī)藥 分子信息部總監(jiān) 李勛博士，圍繞AI制藥行業(yè)的興起給傳統(tǒng)制藥行業(yè)帶來的變化或者影響、傳統(tǒng)藥企如何更好地將AI制藥方案和日常科學(xué)研究融合在一起等核心問題展開深入探討，同時他們也針對自己的經(jīng)驗，發(fā)表了對未來1-2年時間中，在AI制藥行業(yè)可能出現(xiàn)的重大創(chuàng)新點，并表達了對與微軟和CSI合作的期待。

阿斯利康全球研發(fā)中國中心 數(shù)字化和數(shù)據(jù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化戰(zhàn)略負責人 姚巒娣博士

阿斯利康全球研發(fā)中國中心 數(shù)字化和數(shù)據(jù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化戰(zhàn)略負責人 姚巒娣博士在談到AI藥物研發(fā)時表示，AI的出現(xiàn)提升了藥物發(fā)現(xiàn)的效率，縮短時間，降低成本，極大加速了藥物發(fā)現(xiàn)過程；但AI研發(fā)的藥物同樣需要遵循一般藥物研發(fā)規(guī)律，需要通過臨床試驗證明其有效性和安全性，并經(jīng)過監(jiān)管認可批準后才算是真正的成功。臨床開發(fā)是整個藥物研發(fā)過程中最耗費時間和金錢的階段，希望未來能夠多發(fā)掘AI技術(shù)在臨床開發(fā)階段的潛力，進一步加速藥物研發(fā)進程。

在談到近期大火的生成式AI技術(shù)時，姚博士說，ChatGPT帶來的震撼，是有目共睹的，在數(shù)字療法、患者的遠程管理等醫(yī)療領(lǐng)域有巨大應(yīng)用潛力；而在早期藥物研發(fā)方面，理論上可以訓(xùn)練出一個生物制藥領(lǐng)域的生成式 AI 模型，用于藥物發(fā)現(xiàn)，但生成式AI模型要依靠高質(zhì)量的數(shù)據(jù)支撐，而將生物大分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行標注，并訓(xùn)練成模型，相比ChatGPT可能會耗費更多時間和成本，這樣的生成式AI模型可能還需要更長的時間才能實現(xiàn)，但未來值得期待。

我們也十分期待與微軟共同探討，在藥物研發(fā)的過程中，應(yīng)用微軟Azure AI的能力，增強用戶的數(shù)字化體驗，提升藥物研發(fā)效率。

諾和諾德生物醫(yī)學(xué)信息部 部門主管 蔣玲玲博士

諾和諾德生物醫(yī)學(xué)信息部 部門主管 蔣玲玲博士認為，AI制藥行業(yè)有潛力推動傳統(tǒng)制藥模式的創(chuàng)新和發(fā)展，但是目前在不同開發(fā)階段中AI的可及性和適用性是有差異的。真正的變革需要傳統(tǒng)藥企和AI制藥公司的深入交流與合作，包括數(shù)據(jù)、方法和平臺的開放共享、共同創(chuàng)新。生物科學(xué)和計算科學(xué)是“性格”非常不同的學(xué)科，它們的融合除了公司和行業(yè)層面的合作，也越來越需要有交叉學(xué)科背景與經(jīng)驗的“雙語”人才去推動。我們看到AI技術(shù)在通用智能上獲得了巨大的成功，但要在小樣本的大前提下去對制藥各個環(huán)節(jié)進行專家智能建模，甚至對未知的機制進行探索，恐怕還有很長的路要走。

在談到未來1-2年內(nèi)，AI制藥行業(yè)會在哪些方向上出現(xiàn)比較重大的突破點時，蔣玲玲博士表示，她很期待看到在以Alphafold掀起的熱潮為基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)生物領(lǐng)域?qū)⒛苡羞M一步的突破，包括實現(xiàn)對更高精度的結(jié)構(gòu)親和力關(guān)系的準確預(yù)測，對更松散的蛋白多肽動態(tài)結(jié)構(gòu)和RNA分子結(jié)構(gòu)的建模等。

同時，她認為，在藥物分子設(shè)計之外，制藥行業(yè)在靶點發(fā)現(xiàn)與疾病機制的深入挖掘上也依然有非常多的痛點，但隨著單細胞多組學(xué)及高分辨率影像學(xué)等技術(shù)的進步，近幾年這個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)積累相當可觀，因此也有望加快行業(yè)發(fā)展的進程。諾和諾德很期待在這個方向能跟更多的AI制藥行業(yè)攜手創(chuàng)新，也歡迎本土的AI制藥公司通過中國研發(fā)中心的INNOVO合作平臺探討具體項目合作以及接洽包括Compound sharing, Assay Sharing, Open call， EntreStar等在內(nèi)的開放創(chuàng)新項目。同時，談及微軟，蔣玲玲博士表示非常欣喜的看到微軟近幾年在人工智能投入越來越大，不論是Azure Machine Learning Studio，還是火爆全網(wǎng)的Azure OpenAI ，這些技術(shù)都在藥物研發(fā)的數(shù)字化智能化方面大有可為。近期諾和諾德與微軟啟動了全球戰(zhàn)略合作，充分利用微軟的計算資源，云平臺以及AI技術(shù)，聯(lián)合諾和諾德的醫(yī)藥研發(fā)和數(shù)據(jù)科學(xué)實力，推動大數(shù)據(jù)與AI賦能的藥物發(fā)現(xiàn)與開發(fā)上的增效與創(chuàng)新。在前期機制挖掘和疾病風(fēng)險預(yù)測探索性合作項目的基礎(chǔ)上，我們期待雙方在后續(xù)的持續(xù)合作中，能碰撞出更多的火花。

恒瑞醫(yī)藥 分子信息部總監(jiān) 李勛博士

恒瑞醫(yī)藥 分子信息部總監(jiān) 李勛博士則認為AI制藥行業(yè)的興起給傳統(tǒng)制藥行業(yè)帶來一定的挑戰(zhàn)，但更多的是機遇，其加速了傳統(tǒng)藥企的信息化、數(shù)字化和智能化進程，借助AI技術(shù)優(yōu)化研發(fā)流程，提升創(chuàng)新能力，從而推動制藥行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。下一步傳統(tǒng)藥企想要更好地將AI制藥方案和日常科學(xué)研究融合在一起，可以充分發(fā)揮數(shù)據(jù)優(yōu)勢，加強數(shù)據(jù)管理，引進或開發(fā)AI技術(shù)，建立AI人才團隊，探索適合的AI制藥流程和模式等，以提高研發(fā)效率和創(chuàng)新能力。他預(yù)測，在未來1-2年時間中，小分子藥物AI技術(shù)會進一步成熟，生物藥AI技術(shù)將有所突破，目前AI輔助發(fā)現(xiàn)的藥物已進入臨床研究階段，未來臨床方面會有更多的驗證。

恒瑞醫(yī)藥也很期待未來與微軟在靶點發(fā)現(xiàn)和分子模擬過程中的云計算服務(wù)支持、高性能計算資源等進行更多的交流。

智能制藥時代已來，對于制藥企業(yè)來說需要進一步將AI制藥方案和日常科學(xué)研究融合在一起，并充分借助Azure OpenAI等數(shù)字化技術(shù)，突破傳統(tǒng)制藥周期長、投資高等痛點，快速適應(yīng)當下市場需求的變化，持續(xù)提升新藥研發(fā)的成功率。