醫藥產(chǎn)業(yè)是一個(gè)在十四五發(fā)展規劃中多次被“點(diǎn)名”的產(chǎn)業(yè)。無(wú)論是“加強原創(chuàng )性引領(lǐng)性科技攻關(guān)”還是“構筑產(chǎn)業(yè)體系新支柱”,醫藥產(chǎn)業(yè)都被寄予厚望。
這個(gè)產(chǎn)業(yè)的兇險也人盡皆知。高投入、高風(fēng)險這樣樸實(shí)的詞匯已經(jīng)很難概括一個(gè)原創(chuàng )新藥的“九死一生”。
“全球數據統計顯示,新藥研發(fā)的成功率已經(jīng)從10%下降到現在的2-3%!敝袊茖W(xué)院計算技術(shù)研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中科院計算所”)哲源圖靈達爾文實(shí)驗室副主任趙宇用數據說(shuō)話(huà),這個(gè)幾率低于“九死一生”,達到50活1的比例。
這樣的情況下,產(chǎn)業(yè)行業(yè)更加青睞風(fēng)險低的跟隨式創(chuàng )新。例如,PD1相關(guān)的研發(fā)項目由于獲得2018年諾貝爾獎再度頻繁上馬,CAR-T技術(shù)由于治好了美國前總統的腫瘤聲名大噪,也令藥企趨之若鶩。
研發(fā)資源一哄而上地跟隨創(chuàng )新使得我國藥品領(lǐng)域“供給側”矛盾突出:高端好藥新藥嚴重不足,低端仿制藥卻過(guò)剩。
驅動(dòng)醫藥產(chǎn)業(yè)主動(dòng)走向真正的創(chuàng )新,必須要讓科研院所、制藥企業(yè)解決新藥研發(fā)過(guò)程中的痛點(diǎn),讓創(chuàng )新主體嘗到原始創(chuàng )新的“甜頭”。
有效性臨床試驗失敗是新藥研發(fā)失敗的主要原因,業(yè)內形象地稱(chēng)其為“死亡谷”。走進(jìn)“死亡谷”面對的最大困惑是,理論上明明有效地針對了靶點(diǎn),為什么在上人體的時(shí)候卻無(wú)效了?
現在進(jìn)行的臨床試驗階段的方案設計、人群選擇仍帶有盲目性。中科院計算所西部高等技術(shù)研究院常務(wù)副院長(cháng)張春明表示,事實(shí)上,現有已經(jīng)發(fā)表的大量論文中蘊藏著(zhù)這些問(wèn)題的答案,但是浩如煙海,人的能力是無(wú)法分析的。
換句話(huà)說(shuō),讀懂所有的文獻,就能找到答案,但這項工作單憑人力是做不到的。
“單單去年一年,能夠檢索到的與新冠病毒相關(guān)的論文已經(jīng)從0增長(cháng)到11萬(wàn)篇,這個(gè)體量的學(xué)習是人力無(wú)法窮盡的!壁w宇說(shuō)。
基于超級計算機的人工智能卻可以做到。趙宇解釋?zhuān)劳兄锌圃焊咝阅苡嬎銠C研究中心的中國超算,研發(fā)團隊從全球發(fā)表的所有生命科學(xué)論文中獲得數據,并將其變成知識。根據全數據和人工智能算法生成模型,建立起藥物數字研發(fā)平臺。
這個(gè)平臺如何工作呢?舉個(gè)例子,它通過(guò)分析患者外顯子基因數據等,把個(gè)性化的基因在藥物數字平臺內與細胞內事件建立聯(lián)系,模擬信號通路的打通,可以預判這個(gè)患者體內的信號通路是不是像理論一樣被激活,進(jìn)而預測一個(gè)臨床試驗藥物到達某個(gè)患者體內的作用效果。
通過(guò)人工智能的判斷,能夠找到藥物有效的特定人群。趙宇說(shuō):“以治療癌癥的抗血管生成藥物為例,目前普遍有效率20%,但哪些有效哪些無(wú)效的機制機理目前無(wú)解,而我們的機制性研究通過(guò)建立判斷模型、提前預判人群,可獲得將近90%的有效率!
新冠疫情期間,從中國超算中誕生的藥物研發(fā)AI發(fā)現了兩種藥物對新冠肺炎治療有效,后均被臨床研究證實(shí)。
如果能在3期臨床進(jìn)行新藥適用人群的細分,那么有效性驗證的“死亡谷”將不再難走。而由超算支撐的人工智能現在能夠提供400多個(gè)功能模型,解決創(chuàng )新藥研發(fā)過(guò)程中的靶點(diǎn)預判、有效成分篩選預判、臨床試驗效果預判等多方面問(wèn)題,至少可以讓藥物的研發(fā)時(shí)間減半、投入減半,成功率提高一倍,到了臨床以后有效率提高一倍。
張春明認為,中國醫藥需要顛覆性、變革性的創(chuàng )新才能實(shí)現產(chǎn)業(yè)乃至行業(yè)的“變道超車(chē)”,而依托人工智能搭建起“計算醫學(xué)”體系有望擔起重任。
據介紹,依托中國超算的新藥數字研發(fā)平臺由中科院計算所持續20年研發(fā)而成,期間獲得國家“863”基因組學(xué)數據處理技術(shù)、國家“973”建立基因數據計算模型、科技部重點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項醫學(xué)大數據融合模型等國家項目的支持。