奇點大學創(chuàng)始彼得·戴曼迪斯（Peter Diamandis）最近就人工智能對新藥研發(fā)的推動作用進行了討論，并結合其新近投資的藥物研發(fā)公司案例，進一步為我們打開了一扇通往未來新藥研發(fā)的新方向。

通過人工智能等技術的應用，新型藥物發(fā)現(xiàn)公司將以更少的投入、更高的精度、更快的速度發(fā)現(xiàn)新藥并投放市場，從而顛覆整個傳統(tǒng)制藥行業(yè)，并產(chǎn)生新的商業(yè)模式：“長壽即服務”。

1．傳統(tǒng)藥物研發(fā)面臨挑戰(zhàn)

對于新技術的應用，醫(yī)藥行業(yè)是適應速度最慢的行業(yè)之一。

2016年全球醫(yī)藥市場規(guī)模超過了1．1萬億美元。2018年，僅前十大制藥公司的收入預計將超過3550億美元。

與此同時，目前藥物的研發(fā)支出也越來越高，有些大型醫(yī)藥公司的研發(fā)費用甚至高達數(shù)十億美元，并需要大約10年時間才能將新藥推向市場。而進入I期臨床試驗的藥物中，90％的藥物最終不會出現(xiàn)在患者面前。

到2030年，65歲及以上的老年人將占世界人口的12％，像老年癡呆癥這樣的“衰老疾病”將對社會構成越來越大的挑戰(zhàn)。

隨著全球人口老齡化加速，在疾病治療與藥物研發(fā)方面，我們已經(jīng)沒有太多時間再依賴這種低效、高成本的生產(chǎn)方式。

隨著人工智能與基因表達、血液測試等大量數(shù)據(jù)結合在一起，新型藥物發(fā)現(xiàn)將以更便宜、更快、更智能化的方式實現(xiàn)。

想象一下，如果我們能夠產(chǎn)生新的分子靶向任何疾病，并在一夜之間為臨床試驗做好準備，會有怎樣的效果？

再想象一下，通過機器學習技術的利用，50人的團隊能否抗衡5，000人的研發(fā)巨頭？

2．基于AI的藥物發(fā)現(xiàn)公司Insilico

Insilico Medicine成立于2014年，專注于將深度學習等新一代人工智能技術應用于靶點識別、藥物發(fā)現(xiàn)以及抗衰老研究，也是世界上第一家使用生成式對抗網(wǎng)絡（GAN）生成藥物分子的公司。

Insilico Medicine的綜合性藥物發(fā)現(xiàn)引擎使用數(shù)百萬個樣本和多種數(shù)據(jù)類型來發(fā)現(xiàn)疾病的特征，并且為數(shù)十億分子確定最有希望的目標。

公司CEO Alex表示“GAN技術本質(zhì)上是兩個深層神經(jīng)網(wǎng)絡之間的互相博弈”。

利用GAN技術，可以輸出完美的分子組成。

在已知和未知靶點的情況下，都可以生成治療疾病的新型藥物分子結構。目前公司正在衰老、癌癥、纖維化、帕金森癥病、阿爾茨海默癥、ALS、糖尿病等領域中尋求藥物發(fā)現(xiàn)。一旦實現(xiàn)，其影響將是深遠的。

Insilico Medicine的終極目標是開發(fā)一個全自動的健康即服務（HaaS）／長壽服務（LaaS）引擎。一旦應用到例如谷歌這樣的公司服務中，這種引擎將為在線用戶提供個性化解決方案，幫助他們預防疾病并保持最佳健康狀態(tài)。

今年6月，公司完成由藥明康德風險投資基金領投的新一輪戰(zhàn)略融資，淡馬錫控股旗下的蘭亭投資和由彼得·戴曼迪斯創(chuàng)立的風險投資基金B(yǎng)OLD Capital也參與了本輪投資。

3．全新的藥物發(fā)現(xiàn)流程

首先，Insilico利用GAN技術來確定目標。Insilico使用來自健康組織樣本和和受疾病影響的基因表達數(shù)據(jù)。（靶點是在給定的病理學中涉及藥物作用的細胞或分子結構。）

在第一階段，Insilico可以確定目標，重建整個疾病路徑，并了解導致衰老相關疾病的調(diào)節(jié)機制。

在了解衰老過程中潛在的機制和因果關系之后，Insilico使用GAN來“想象”出新型的分子結構。通過強化學習，Insilico的系統(tǒng)可以生成多達20種不同屬性的分子，以攻擊指定的目標。

這意味著我們現(xiàn)在能夠以前所未有的方式識別目標，然后從頭生成自定義分子，使它們能夠直擊這些特定目標。

目前，通過傳統(tǒng)技術發(fā)現(xiàn)并在小鼠身上測試的藥物，在人類臨床試驗中，超過90％的藥物都失敗了。

為此，公司科學家Polina Mamoshina正與牛津大學計算心血管團隊合作開展一項研究，將設計藥物的副作用最小化。

Insilico的最新動作還涉及到預測臨床試驗的結果。雖然仍處于早期階段，但準確的臨床試驗預測指標將使研究人員能夠確定理想的臨床前候選人。

準確的臨床試驗預測結果可以實現(xiàn)藥物測試成本、時間和資金大幅度的削減。

4．藥物發(fā)現(xiàn)的未來趨勢

藥物發(fā)現(xiàn)正在向數(shù)字化和虛擬化的方向轉(zhuǎn)變。

得益于機器學習、藥物發(fā)現(xiàn)和分子生物學的融合與突破性進展，像Insilico等公司只需要50個人就可以實現(xiàn)傳統(tǒng)制藥工業(yè)5000人也無法做到的事情。

隨著計算能力的提高，我們將能夠以低得多的成本，以驚人的速度向市場推出新的治療方案，并且不需要大規(guī)模的基礎設施和投資。這將導致醫(yī)療市場的革命。

除量子計算的預期突破之外，我們將很快見證具有更高的準確性的可測試分子數(shù)量的爆炸式增長。

通常情況下，疾病不是單一的目標，而是多個目標的組合，會造成人體多種不良反應，而目前制藥模式總體上非常簡單，一種藥物治療一種病癥。

最終，AI使我們能夠生產(chǎn)復雜的多靶點藥物，實現(xiàn)一藥治療多種疾病。

生物技術實現(xiàn)商業(yè)化的速度將超出我們的預期和想象。未來幾年中，效率低下、創(chuàng)新緩慢和規(guī)避風險的行業(yè)都將面臨新技術的破壞。傳統(tǒng)大型制藥企業(yè)就是一個典型。

融合技術將很快在長壽和疾病預防方面取得長足進步，而在大規(guī)模數(shù)據(jù)采集、超強的計算能力、量子計算、區(qū)塊鏈和人工智能等因素推動下，人類健康和長壽的未來值得期待。