生產力新躍遷·策源之力|晶泰科技:打造新藥研發未來實驗室 用AI製藥破解「無藥可用」

圖說:晶泰科技公司 來源:馬亞寧(下同)圖說:晶泰科技公司 來源:馬亞寧(下同)

面對新冠病毒肆虐時,輝瑞研發的新冠特效藥Paxlovid(奈瑪特韋片/利托那韋片組合)幫助很多人渡過難關。在這個明星藥物的及時上市背後,有一股神秘的科技助推力。它來自位於張江科學城的上海AI藥企晶泰科技。今天,記者跟隨由中央網信辦網絡傳播局指導,市委網信辦、市科技工作黨委聯合主辦的「策源之力」網上主題宣傳活動走進晶泰科技,探訪量子物理、人工智能、雲計算、機器人實驗等前沿技術加持下,晶泰科技給生物醫藥產業帶來的創新加速度。

打造未來實驗室

晶泰科技是一家基於量子物理、以人工智能賦能和機器人驅動的創新科技公司,以量子物理、人工智能、雲計算、機器人實驗等前沿技術助力生物醫藥、材料科學(包括農業技術、能源及新型化學品以及化妝品)等產業提質增效,持續培育新質生產力,助力未來產業發展。以科技創新推動產業革新,為建設現代化產業體系提供數字化、智能化的新模式、新動力。公司團隊分佈於中國深圳、上海、北京及美國波士頓,研發人員佔比超70%,已在深圳、上海、北京建立了行業領先的創新研發中心,並在深圳、上海建成頗具規模的機器人自動化實驗室。

在2022世界人工智能大會上,作為上海人工智能代表性產業項目之一,晶泰科技聯合創始人、CEO馬健上台簽署了「晶泰科技上海總部」落地張江的協議。一年後,位於浦東的晶泰科技張江實驗室「全員」就位,多個實驗項目排隊候場。

「我們全新的上海總部佈局了自動化實驗室工站集群,無論是規模還是設計理念,都走在全球前列。」 在晶泰科技副總裁王明泰帶領下,一個賦能製藥、化工、新材料、新能源等多產業的技術平台,盡展眼前。在這裏,具備多場景、全流程自動化能力,形成行業領先的自動化合成、自動化結晶、智能檢測等多種自動化解決方案,逐一施展拳腳。

以人工智能設計生成的小分子化合物為例,晶泰科技自主研發的自動化實驗機器人集群,能夠覆蓋投料、振盪、反應、結晶、後處理、檢測等多流程,既能解放研發人員的雙手,更可以將實驗過程標準化、實驗數據全過程記錄並標註,用於AI學習。AI模型學習後,可以更好設計反應步驟和條件,自動優化改善。

用AI對付「無藥可用」

更聰明地設計分子,更快地合成分子,助藥物研發跑出更大加速度……目前,世界上仍有數千種疾病面臨「無藥可醫」甚至「無藥可用」的困境。而傳統藥物發現耗時漫長成本高昂,且伴隨著極高的失敗率,超過90%的候選藥物在關鍵的臨床驗證階段折戟。晶泰科技張江自動化實驗室用人工智能為新藥研發的流程優化與效率提升帶來了新希望。

公司成立初期,晶泰科技即取得輝瑞全球盲測大賽冠軍,後與輝瑞簽訂十年戰略合作,雙方利用量子物理、人工智能等前沿技術,建立小分子藥物模擬算法平台。如今,它與眾多全球跨國藥企、國內知名藥企、先鋒Biotech企業達成合作,如輝瑞、禮來、正大天晴、長江生命科技等,全球排名前20的跨國藥企中有16家都與晶泰建立了穩定合作。在全球首款獲 FDA 批準上市的新冠小分子口服藥 PAXLOVID 的研發過程中,晶泰科技團隊與輝瑞科學家聯手,僅用6周時間就確認了藥物優勢晶型,顯著縮短研發週期,加速藥物上市。去年,晶泰科技與禮來合作研發首創新藥,該合作預付款及里程碑總收益達 2.5 億美元,刷新了中國AI製藥單管線金額紀錄。

截至目前,晶泰科技服務國內外知名藥企的研發管線有180多條。未來3至5年,晶泰科技在張江佈局的新一代自動化、智能化實驗室,可以提供更多的基礎數據,讓人工智能真正賦能新型工業化。而對於更多尚處在「從0到1」的科學問題,晶泰科技也有望給研究者一把打開新藥之門的「AI鑰匙」。

去年4月,《自然》(Nature)發表Dana-Farber腫瘤研究所趙景教授團隊的文章,該工作首次揭示了PI3Kβ在PTEN缺失的乳腺癌中介導形成免疫抑制性腫瘤微環境的關鍵作用,開發PI3Kβ 抑製劑可以實現「一石二鳥」,既能抑制腫瘤生長,又能激活腫瘤免疫,也為小分子抑製劑與免疫檢查點抑製劑的聯合用藥策略提供了藥理學依據。晶泰科技以人工智能藥物發現平台ID4Inno™和趙教授團隊合作,快速開發了靶向PI3Kβ亞型的全新高活性、高選擇性以及良好成藥性的臨床前候選化合物(PCC分子)。相關管線有望為 PTEN 缺失的患者提供高效安全的治療方案。

加入AI前沿製藥「國家隊」

實際上,生物大分子也可以看成用遺傳密碼撰寫的語句,特別是蛋白質,與自然語言存在高度的相似性,這促使人們探索用自然語言處理(簡稱NLP)技術對蛋白質的序列信息進行編譯,構建蛋白質語言模型。隨著ChatGPT火爆全球,「生物界的ChatGPT」也呼之慾出。

晶泰科技作為AI藥物研發的先行者,在充分理解大分子藥物研發流程的基礎上,自主開發了大分子藥物De novo設計平台XuperNovo®,該平台包含了一系列大分子藥物從頭設計策略,其中一款策略在內部被稱為ProteinGPT,其技術路線與ChatGPT相似,可以一鍵生成符合要求的蛋白藥物。目前,ProteinGPT已經正式應用在晶泰科技的各類大分子藥物項目中,特別是在解決大分子一鍵成藥的業界剛需上有巨大進步,已在工業級大分子藥物研發中應用落地,全面覆蓋抗體發現、抗體改造、抗原設計、蛋白從頭設計等場景。

據介紹,在研發ProteinGPT的過程中,晶泰科技一方面使用了無標記的蛋白質序列數據和抗體序列數據,另一方面,則通過「智能計算、濕實驗、專家經驗三位一體」的創新思路,搭建國內規模最大的「乾濕融合」大分子藥物研發團隊,以及高通量自動化實驗平台,解決高質量標記數據稀缺的問題。

去年底,國家科技部公佈了2023 年度國家重點研發計劃 「前沿生物技術」 重點專項評審結果,晶泰科技參與的 「人工智能驅動的新型抗體類藥物開發及技術平台建設項目獲批立項。該項目聚焦於抗體類藥物開發及技術平台建設等相關領域。晶泰科技聯合創始人、首席創新官賴力鵬博士作為課題負責人,將帶領晶泰科技相關團隊承擔其中部分核心算法的研發工作,具體包括基於抗體序列和結構大數據,對抗原-抗體相互作用的底層規律進行挖掘和建模,打造相關抗體設計 AI 核心算法等。

與此同時,晶泰科技還與新加坡國家藥物研發平台——實驗藥物研發中心(EDDC)達成多次合作,包括針對非小細胞肺癌(NSCLC)的AI藥物研發,以及利用機器人和大語言模型(LLM)加速藥物研發合作。

新民晚報記者 馬亞寧