AI制药兴起，药企能否实现弯道超车？

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　　2022年9月，辉瑞宣布延长与CytoReason的合作伙伴关系，将CytoReason的人工智能技术用于辉瑞的药物开发计划。根据合作协议，辉瑞将对CytoReason进行2,000万美元的股权投资，并获得CytoReason专有的AI技术平台和疾病模型的使用授权；此外，CytoReason与辉瑞还签署了一份为期五年、价值高达9,000万美元的商业合作协议，辉瑞将继续为扩大双方现有的研究合作项目并提供资金支持。合作金额最高可达到1.1亿美元。
　　新药研发拥有＂三高一长＂的突出特点， 即高技术、高投入、高风险、长周期。根据《Nature》提供的数据：一款新药的研发成本大约是26亿美元， 耗时约10年，成功率不到十分之一。新药从研发到上市大致要经过这几个环节：药物发现、临床前研究（包括临床前动物实验） 、临床试验、药物审批。作为制药流程的入口，药物发现是目前AI应用得最多也最成熟的环节。据统计，使用AI 技术能够将药物发现时间缩短40%，药物临床试验时间节约50%至60%，进而达到节省药物研发成本的目的。
　　AI 和传统药物研发优势对比
　　AI 制药主要指将自然语言处理、机器学习及大数据等人工智能技术应用到制药领域各环节，以提高、优化新药研发的效率及质量，降低临床失败概率及研发成本。其中，药物研发及用药安全是AI 技术在制药环节的主要内容。目前，在研AI 制药项目涉及的领域包括抗肿瘤、呼吸系统、抗感染、精神障碍、免疫系统、眼科、心血管、消化系统、内分泌系统、药物副作用研究等。在疫情驱动下，头部药企均开始积极与AI 制药创企建立合作，在新药研发上取得实质性突破；其中，英国AI 制药创企Exscientia已与拜耳、赛诺菲、葛兰素史克等知名药企达成合作，而英矽智能也与辉瑞、安斯泰来、强生公司旗下杨森制药、大正制药等多家一流生物医药公司达成合作。纵观国内，晶泰科技、冰洲石生物、赛恪科技、深度智耀等优秀的AI 制药企业，共同推动行业规模化商业落地进程。
　　药企在AI 合作上聚焦的疾病方向
　　（截止2020年11月）
　　一、最新研究进展
　　1、根据DeepPharma Intelligence 数据统计，截至2022 年第一季度，全球AI 制药初创企业超过495 家，参与AI药物研发的大型药企超过56 家，其中包括逾36 家传统药企和20 家CRO（医药研发合同外包服务机构）企业；互联网企业超过31 家。据统计，截至6 月20 日，共有26 家企业的约51 个由AI辅助进入临床I期的药物管线；其中，美国企业占多数，有英矽智能、未知君、冰洲石生物3 家中国企业上榜。
　　数据来源：凯莱英整理
　　2、据不完全统计，2021 年，全球AI 制药领域共发生77 起融资事件，累计融资额达45.64 亿美元（折合人民币约290.73 亿元），相较于2020 年增长高达152%。国内发生融资事件34 起，总金额超过80 亿元。截至2022年第一季度，新增融资事件十余起。
　　2021年AI制药领域融资情况
　　3、目前头部药企AI药物研发聚焦的疾病领域主要是癌症和精神类疾病，占比超过50%；其次是心脑血管、肝肾肠胃和呼吸系统，占比大约30%；其余合作涉及的领域包括糖尿病、眼病、白血病、感染类疾病、免疫类疾病、药物副作用领域。
　　4、根据互联网数据资讯网（BCC）数据，AI在医疗健康产业所有应用场景中，新药发现的市场规模与增长速度均占据第一位，预计2024年市场规模将达到31.17亿美元，年均复合增长率（CAGR）为40.7%；根据大观研究（Grand View Research）的最新报告，到2027 年，全球AI+药物发现的市场规模预计将达到35亿美元，CAGR为28.8%。
　　数据来源：BCC与Grand View Research
　　二、重点企业及技术介绍
　　1、Exscientia
　　Exscientia 于2012年在美国成立，应用AI和大数据处理加速药物发现和开发，是第一家实现药物设计自动化并让AI设计的候选药物进入临床试验的公司。公司搭建了三大技术模块1并且形成了完整的从靶标选择到患者选择的端到端AI解决方案，进行靶点选择、设计正确的候选分子、收集正确数据以及选择正确的患者四大任务。其中，AI驱动的计算平台与其实验室平台集成，可以将这些小分子化合物进行实验检测，然后将数据反馈到AI系统中。形成了用AI评估靶点和设计分子，专家则进行实验验证的＂设计—制造—测试＂的完整周期，持续不断地改善和训练已有的算法。目前，公司有3个AI药物处于临床阶段。
　　2、英矽智能
　　英矽智能是一家由端到端AI驱动的药物研发公司，通过下一代人工智能系统连接生物学、化学和临床试验分析，利用深度生成模型、强化学习、转换模型等现代机器学习技术，构建强大且高效的人工智能药物研发平台，识别全新靶点并生成具有特定属性分子结构的候选药物。公司聚焦于癌症、纤维化、免疫、中枢神经系统疾病、衰老相关疾病等未被满足医疗需求领域，推进并加速创新药物研发。2022年7月，公司首款由AI发现并设计的用于特发性肺纤维化治疗的候选药物ISM001-055，已完成在中国I期临床试验中的首次健康受试者给药。
　　3、CytoReason
　　CytoReason是一家以色列创新医疗技术公司，专注于使用其 AI技术平台来研发多种疾病疗法，覆盖癌症、自身免疫疾病、神经退行疾病和传染病等领域。目前，公司正开发基于细胞层面的人体疾病计算模型，并通过与辉瑞、赛诺菲、葛兰素史克、强生、罗氏等全球领先的大型制药公司合作，获取大量的临床数据来训练其 AI模型，不断提高模型预测的准确性。借助于CytoReason庞大数据库和AI技术平台，生物制药及生物技术公司有望显著缩短药物发现和研发时间，降低新药研发成本并增加药物获批的可能性。
　　4、晶泰科技
　　晶泰科技是一家以智能化、自动化驱动的药物研发科技公司，为全球生物医药企业提供药物发现一体化解决方案。晶泰科技首创智能计算、自动化实验和专家经验相结合的药物研发新模式，致力于打造三位一体的研发平台，通过专业的服务助力客户缩短药物研发的周期，提高药物研发成功率。其中，作为全球第一款获FDA批准上市的口服固体新冠药物PAXLOVID，辉瑞团队与晶泰科技深度合作，利用晶泰科技的AI预测算法结合实验验证，加速完成了药物晶型预测与实验结果的相互印证、准确匹配，用于后续的开发和生产。
　　5、冰洲石生物
　　冰洲石生物成立于2015年，致力于通过人工智能和高性能计算技术提高筛选药物准确性和效率，打造算法平台，加速新一代药物开发。公司使用计算设计和生化验证结合的方法（hybrid-method）加速药物开发及解决生命科学重大命题。目前公司已在美国、上海布局了AI计算实验室、生物实验室、结构实验室和化学实验室。通过数年累积与沉淀，公司已搭建起全链路AI制药平台，打通了小分子药物临床前研发的各个环节，包括虚拟筛选、药物属性预测、化学逆合成,、药物优化、老药新用等。利用自有的AI药物研发平台，冰洲石生物能有效缩短药物发现所需的临床前研究工作时间。目前，公司已建成一条共计超过10个生物新药的产品管线，涵盖first-in-class 和best-in-class药物靶点。其中2个管线（乳腺癌和前列腺癌）已于2021年下半年取得FDA临床申请批复，预计在2022年初在美国和中国进入临床实验。另外2个管线将于2022年进行美国临床申报。
　　6、深度智耀
　　深度智耀（DIP）是一家用人工智能技术赋能新药研发全流程的国家高新技术企业。公司致力于打造一个端对端的AI驱动新药研发平台，赋能和加速制药研发部门的全面智能化数字化。通过构建知识图谱（Di-GraPhMed），打造药物再利用平台、人工智能小分子药物发现平台（Di-DrugGOES），实现基于数据挖掘、构效关系、信号通路及专家验证等多维度高效协同的人工智能药物再利用全流程。公司将Di-GraPhMed和 Di-DrugGOES深度结合，基于海量文献、数据库数据集及化合物结构预测药物新靶点及适应症，并在 Di-DrugGOES 中快速规避已有专利，实现药物再定位；应用LINCS并利用细胞系中相关基因组数据集，采用Di-PASS算法平台分析基因差异表达、信号通路（KEGG）和人类共表达基因模块（COXPERSdb），对通路活性进行评价，基于已上市的药物得出通路及相似性评分，分析定位化合物的潜在新适应症。目前，公司已服务全球20多家制药上市企业以及研究机构。