正在革命智能駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的AI（人工智能）技術(shù)，也在為制藥行業(yè)帶來(lái)巨大變化。著名未來(lái)學(xué)家雷·庫(kù)茲韋爾曾言：“技術(shù)的力量正以指數(shù)級(jí)的速度迅速向外擴(kuò)充。人類(lèi)正處于加速變化的浪尖上，更多、更加超乎我們想象的極端事物將會(huì)出現(xiàn)。”這正高度概括了當(dāng)下AI技術(shù)在制藥領(lǐng)域創(chuàng)新的生命力。

“制藥2.0”時(shí)代來(lái)臨

“救命藥”格列衛(wèi)因?yàn)橐徊侩娪俺蔀闊嵩~。對(duì)于慢性粒細(xì)胞白血病患者而言，格列衛(wèi)作為特效藥需要終生服用，一盒格列衛(wèi)的市場(chǎng)售價(jià)高達(dá)2.35萬(wàn)元，一年僅維持生命的成本就需要近30萬(wàn)元。

不僅僅是格列衛(wèi)，治療癌癥、腫瘤以及罕見(jiàn)病的藥物，市場(chǎng)售價(jià)以萬(wàn)元為單位的并不少見(jiàn)。一款藥物從研發(fā)到上市，中間會(huì)經(jīng)歷多個(gè)環(huán)節(jié)。造成高價(jià)救命藥的重要原因，是創(chuàng)新藥長(zhǎng)達(dá)十幾年的前期研發(fā)投入實(shí)在過(guò)于龐大。

藥物靶標(biāo)確定、先導(dǎo)化合物篩選、臨床試驗(yàn)論證……環(huán)節(jié)復(fù)雜讓新藥研發(fā)成了一條“長(zhǎng)征路”，在這條路上，大約只有1%的候選藥物可以最終“存活”。

德勤有限公司發(fā)布的研究報(bào)告顯示，2017年全球前12位生物制藥巨頭在研發(fā)上的投資回報(bào)率僅有3.2%，處于8年來(lái)最低水平。更糟糕的是，成功上市一款新藥的成本從2010年的11.88億美元增加到20億美元。

如何破解藥物研發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、回報(bào)慢的“天然瓶頸”？科研人員和產(chǎn)業(yè)界將目光轉(zhuǎn)移至以機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)見(jiàn)長(zhǎng)的人工智能?！癆I制藥”成為大勢(shì)所趨。

2016年，美國(guó)強(qiáng)生公司把一些尚處于試驗(yàn)中的小分子化合物轉(zhuǎn)交給一家人工智能企業(yè)，希望借助“機(jī)器智能”加速新藥研發(fā)。

2017年，英國(guó)葛蘭素史克公司與人工智能創(chuàng)業(yè)公司合作，利用大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)，加快開(kāi)發(fā)創(chuàng)新小分子藥物。

2018年，丹麥諾和諾德公司宣布將重組研發(fā)中心，增強(qiáng)AI方面競(jìng)爭(zhēng)力，加速其嚴(yán)重慢性病產(chǎn)品管線的擴(kuò)展和多樣化。

“AI制藥”來(lái)了，世界制藥巨頭紛紛進(jìn)入“制藥2.0”時(shí)代。

縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本

拉斯克基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)獲得者、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士羅納德·韋爾表示，在目前階段，AI已經(jīng)參與藥物研發(fā)，但只是起輔助作用，其工作范圍主要是對(duì)藥物結(jié)構(gòu)、疾病病理生理機(jī)制、現(xiàn)有藥物的功效、顯微鏡下的樣本觀察等結(jié)果進(jìn)行快速分析，提升新藥發(fā)現(xiàn)的效率，進(jìn)而輔助靶點(diǎn)藥物研發(fā)、候選藥物挖掘、化合物篩選、藥物晶型預(yù)測(cè)等。

AI的加入讓人看到了可喜的改變。一些AI相關(guān)初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)的思路是，以計(jì)算預(yù)測(cè)傳統(tǒng)中需要實(shí)驗(yàn)才能得到的結(jié)果，從而提高藥物研發(fā)與篩選的范圍和效率，加速藥物研發(fā)。晶泰科技就是這樣一家以算法驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的藥物科技公司，他們以晶型預(yù)測(cè)為切入點(diǎn)，把藥物分子中一些非常關(guān)鍵、影響后續(xù)是否能夠研發(fā)成功的物理、化學(xué)、生物和藥物的重要特征，利用量子物理及AI算法進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。該公司CEO馬健表示，“通過(guò)計(jì)算，能夠幫助藥企優(yōu)先選擇最容易成功的藥物化合物、晶型候選和研發(fā)路線，幫助這些藥物研發(fā)專(zhuān)家趨利避害，減少研發(fā)時(shí)間和試錯(cuò)范圍?！?/p>

高盛集團(tuán)2016年底的一份人工智能報(bào)告顯示，通過(guò)實(shí)施機(jī)器學(xué)習(xí)和AI，在獲批藥物的平均年度開(kāi)發(fā)成本為16億美元（包括與失敗藥物相關(guān)的成本），或者失敗藥物的年度成本為300億美元的情況下，人們有望將藥物開(kāi)發(fā)與發(fā)現(xiàn)的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)減半。如此，到2025年，全球制藥行業(yè)每年即可節(jié)省約260億美元。

兒童用藥不再是藥量“酌減”

長(zhǎng)期以來(lái)，由于兒童專(zhuān)用藥不足，很多患兒都會(huì)服用成人藥，而成人藥所謂的“兒童酌減”存在著巨大的用藥安全風(fēng)險(xiǎn)。

從這個(gè)現(xiàn)狀來(lái)看，AI助力兒童用藥的研發(fā)十分必要。AI在數(shù)據(jù)上絕對(duì)是個(gè)中高手。AI藥物研發(fā)的底層核心就是知識(shí)圖譜，其實(shí)質(zhì)就是將來(lái)自實(shí)驗(yàn)室的理化數(shù)據(jù)、各種期刊文獻(xiàn)中的研究成果，以及臨床數(shù)據(jù)等原本沒(méi)有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)連通，將離散的數(shù)據(jù)整合在一起，從而提供有價(jià)值的決策支持。通過(guò)AI掌握的數(shù)據(jù)，人們可以去實(shí)驗(yàn)不同的藥量所產(chǎn)生的影響，最終找到最準(zhǔn)確的用量，還可以進(jìn)行藥物口味的數(shù)據(jù)管理。而這一切，周期不會(huì)太長(zhǎng)，消費(fèi)者也不需要為此承擔(dān)太多的成本。

中藥發(fā)展迎來(lái)新里程碑

雖然市面上存在很多療效上佳的中藥，但還是有很多潛在的未知危險(xiǎn)因素。許多人并不信任中藥，因?yàn)榇蟛糠种兴幎紭?biāo)明不了具體的分子學(xué)藥理機(jī)制及毒副作用。相比之下，西藥更能得到人們的信任，它有著大量的臨床數(shù)據(jù)和科學(xué)理論的支撐，西藥的說(shuō)明書(shū)上能清楚地標(biāo)明該藥的藥理作用和不良反應(yīng)發(fā)生的概率。

如果能把AI技術(shù)用于中藥研究，將是中藥發(fā)展的一個(gè)里程碑。比如，AI通過(guò)深度學(xué)習(xí)，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，吸收所有已知的單步有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，解構(gòu)藥物里的分子，嘗試任何單一步驟中可以使用的化學(xué)反應(yīng)，重復(fù)應(yīng)用這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)規(guī)劃多步驟有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的合成，直到得到中藥的藥理和毒理機(jī)制。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將藥湯里的所有化學(xué)物質(zhì)都分離出來(lái)，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和臨床數(shù)據(jù)，找到那個(gè)真正有效的化學(xué)物質(zhì)，并將其他化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行一一分析。

上海交通大學(xué)副校長(zhǎng)毛軍發(fā)說(shuō)：“諾貝爾獎(jiǎng)獲得者屠呦呦通過(guò)翻閱大量中醫(yī)文獻(xiàn)，找到了青蒿素的藥物提取來(lái)源。但中醫(yī)典籍浩如煙海，讓人類(lèi)逐本翻閱、分析，耗時(shí)長(zhǎng)、效率低，如果讓機(jī)器‘讀古籍，再借助大數(shù)據(jù)的有效分析，將會(huì)發(fā)現(xiàn)不少取材于中草藥的有效藥物?！?/p>

能否帶來(lái)藥價(jià)降低福音

美國(guó)斯坦福大學(xué)的物理學(xué)家們開(kāi)發(fā)出一種人工智能程序，只用幾個(gè)小時(shí)就“重新發(fā)現(xiàn)”了元素周期表。該項(xiàng)目研究人員介紹，檢驗(yàn)AI是否真正具有“智慧”，需要先試試AI是否可以進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn)、自己找到自然規(guī)律，而測(cè)試結(jié)果表明，AI具備這一潛力。

如果“AI制藥”是大勢(shì)所趨，那藥價(jià)會(huì)隨之降低嗎？多位受訪專(zhuān)家表示，“AI制藥”有望從兩方面對(duì)降低藥價(jià)產(chǎn)生影響：一是藥企不必將所有臨床試驗(yàn)失敗的成本轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者;二是通過(guò)加快新藥上市速度，企業(yè)可擁有更多專(zhuān)利保護(hù)年限，從而平衡研發(fā)成本。

AI強(qiáng)勢(shì)挺進(jìn)傳統(tǒng)制藥行業(yè)，前路究竟如何？業(yè)內(nèi)認(rèn)為這還需時(shí)間檢驗(yàn)，因?yàn)槟壳斑€沒(méi)有一款A(yù)I研發(fā)的新藥被批準(zhǔn)上市。對(duì)于AI是否會(huì)最終取代藥物研發(fā)人員，受訪科學(xué)家的回答是：“AI不會(huì)取代藥物研發(fā)人員，但是使用AI的藥物研發(fā)人員將有可能取代那些不使用AI的人。”