研发魔术：借力AI寻找“新药宇宙”虫洞

宇道生物正试图用崭新的“制药方法论”批量化开发药物。（受访者供图）

人工智能（AI）正在大幅增强人类对抗疾病的能力。在上海，新涌现的多家创业公司在AI助力下，瞄准最难啃的硬骨头，尝试新靶点、创造新分子。值得一提的是，在这一新兴领域，相关团队正以最小的体量、最快的速度、最高的成功率，追逐最好的成果。可以说，创新带来的爆发力尽显无疑。

“宇宙元素”取名的背后

AI制药的创新爆发力，在于它能以超常规的方式和效率，做到人所做不到的事。

AI药企新锐星药科技的创始人兼CEO李成涛很喜欢讲述一个关于科学家、药物和宇宙的故事：传统新药研发就像大海捞针，针对靶点，从海量分子中层层筛选，直到找出最合适的做成药物。迄今，人类已合成多达数十亿种分子，但全世界真正获批的原创小分子药一共只有上千种。而在理论上，可能成药的化合物种类多达10的60次方，这个数字就是在“1”后面有60个“0”。与之相比，人类曾经做过的尝试，比沧海一粟更微不足道，唯有置于广袤的宇宙背景下，想象一粒沙子之于整个星系。

可以说，人类有待探索的新药空间几近无限，但方法却必须改变。星药科技的英文名Galixir，源自“Galaxy（星系）”和“Elixir（万能药）”。李成涛说，取名的初衷就是想借AI之力，探索浩瀚的化合物“宇宙”，从中发现能治愈疾病的点点星光。

成立4年来，星药科技不断创新算法，让AI在“通读”生物与化学大数据之后，可以从中提炼出蛋白质、药物和疾病之间的连接。AI可以跳过实验室，直接算出分子与靶点的结合能力；它还可以超越人类的思维，直接设计出那些从未合成过、甚至从未想象到的分子，这更是传统方法无法企及的。在一个项目中，星药科技曾用自研的AI模型，针对一种自身免疫性疾病靶点生成了上千万种虚拟化合物。接着，在短短一个月内，由计算机仔细筛查每一种的成药性，选出3个分子。而后，AI继续围绕分子结构进一步“打磨”，经过80多个分子的迭代，最终顺利提名能用于临床试验的候选化合物。

有意思的是，另一家代表性AI药企——上海宇道生物技术有限公司，其英文名Nutshell（果壳）也带有满满的宇宙元素。联合创始人、董事长兼CEO沈倩诚告诉记者，该名取自物理学家霍金的名著《果壳中的宇宙》。这本探讨宇宙起源、黑洞等的名著提出，人类或许能利用“虫洞”这条“时空密道”实现星际旅行。而宇道生物的梦想，就是用AI找出药物靶点中的调控“虫洞”。

在人类蛋白质组中，相对易成药的靶点只占15%，却贡献了超过95%的药物。随着这些“容易摘的桃子”近乎被摘完，科学家不得不将精力放到难成药靶点上。研究发现，难成药靶点中的变构位点，存在一种近乎“虫洞”的特殊效应，借此可以开发新药。过去，挖“虫洞”大多是碰运气，但AI展现出了洞悉“虫洞”奥妙的潜力，从而让开发变构药物从早年的盲目探索变得理性。目前，宇道生物开发的“AI+物理学”平台，可以深入挖掘蛋白结构的运动规律，其预测隐藏变构位点的成功率接近80%。

十年磨一剑，水到渠成

目前，AI制药已经在上海、在张江出现集聚爆发态势，而这其实是十年磨一剑、水到渠成的结果。

针对难成药靶点的变构药物开发，是当前新药研发的前沿之一。但是，宇道生物核心团队已在此领域默默深耕十多年。早在2009年，宇道生物创始人就开始涉足该领域，迄今共发表相关论文100多篇。同时，他们又在世界上推出第一个也是目前最大的变构数据中心，目前仍支撑着许多科研院所和企业的研究。创立公司之后，他们还开发多种针对变构药物研发的专有算法，推进多个变构药物管线。可以说，无论学术研究还是成果转化，宇道生物都站在了高点。

星药科技同样有着充分的技术自信。李成涛从清华大学清华学堂计算机科学实验班（“姚班”）毕业后赴美，获麻省理工学院博士学位，并在顶级学术会议上发表过10多篇论文，是AI制药顶尖学者之一。2019年回国创业，他带领团队首创了多个世界领先的AI药物研发模型。

从做顶尖研究，到做顶尖企业，之间还需要一个契机。沈倩诚说，当年起步时，国内创新氛围与现在相去甚远，外界并不相信中国企业可以在技术前沿拿到首创成果，资本也不愿投入。但2016年前后，随着国家政策的带动，原创新药研发获得前所未有的支持，宇道生物在2018年拿到天使投资，之后又连续完成多轮融资。

CPU般极度精简的团队

AI驱动下，叠加张江药谷强大的创新配套能力，以及上海悉心打造的算力基础服务，AI制药领域的创业公司，能以异常精简的规模，集聚起强大能量，去追逐远大目标。

星药科技在上海、北京、深圳都有布点，但加起来仅数十人。宇道生物集中在浦东张江，所有员工不足60人。但在产出上，两家公司都已在多条管线完成布局，体现出强大能量。究其原因，一方面是因为AI本身的高效，可以节省大量人力，另一方面，新药研发的非核心环节，比如生物和化学实验，AI药企能以外包方式交给各类研发服务商。即使是算法训练和计算模拟环节，也可以不用自己建机房、养团队——目前，宇道生物的算力绝大部分来自公有云平台，在国内他们也是药物研发领域最大的云计算用户之一。

整体上，按沈倩诚所说，精简的团队就像是电脑的CPU（中央处理器）芯片，只专注于最核心环节，解决最困难问题，基于十年磨一剑打造的技术和算法，以极小的“体积”和“功耗”，输出强大的能力。

事实上，技术模式的变化也带来产业模式之变。李成涛表示，星药科技已形成以AI为核心、以科技为驱动的药物发现能力闭环，大幅提高新药研发最艰涩的临床前环节的成功率，使得研发时间从过去的4年至5年缩短到目前的1年至1年半，研发成本也更可控。由于AI让制药的系统性风险显著下降，AI药企不用像传统生物科技公司那样只聚焦少数靶点，而是能以“平台化”的模式推进研发。实际上，星药科技和宇道生物目前都在多条管线上齐头并进，试图用他们崭新的“制药方法论”批量化开发药物。

此外，在AI制药领域，新研发还造就了一种新的正循环：管线更多，就能产生更多数据，进而在训练模型和优化算法方面更高效；随后，更强的算法造就更强的AI，进而可以高效推进多条管线——某种意义上说，这有些类似链式核裂变反应，一旦越过临界值，就会迎来核爆点。

作者：张懿

编辑：傅璐