在科技與健康的交匯點(diǎn)上,人工智能(AI)作為一股不可忽視的力量,正在生物醫(yī)藥領(lǐng)域掀起一場(chǎng)深刻的變革。隨著國(guó)家發(fā)改委《"十四五"生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》的出臺(tái),明確指出利用AI等信息技術(shù)推動(dòng)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)向精準(zhǔn)化和規(guī)?;D(zhuǎn)型,生物制藥成為AI技術(shù)應(yīng)用的前沿陣地。隨著AI浪潮席卷全球,生物制藥也被視為大模型有望率先落地的場(chǎng)景之一。
基于此,藥融咨詢聯(lián)合成都高投生物醫(yī)藥園區(qū)共同編寫(xiě)了2023年《中國(guó)AI制藥企業(yè)白皮書(shū)》,希望為業(yè)界廠商、政府機(jī)構(gòu)等相關(guān)方提供有益思考,共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。本文依托該白皮書(shū)部分內(nèi)容,將詳探析人工智能核心理念、AI制藥的演進(jìn)階躍遷徙程、政策生態(tài)以及資金融投融現(xiàn)狀,力求呈現(xiàn)一部立體透析與前瞻的產(chǎn)業(yè)畫(huà)卷。
1. 人工智能的基本概念
人工智能(Artificial?。桑睿簦澹欤欤椋纾澹睿悖?,AI),是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,它企圖了解智能的實(shí)質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。
人工智能是一個(gè)廣泛的領(lǐng)域,包括專家系統(tǒng)、多智能體系統(tǒng)、進(jìn)化計(jì)算、模糊邏輯、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)表示、推薦系統(tǒng)、自然語(yǔ)言處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)等多個(gè)方面。其中,機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的一種技術(shù),具體包括以下幾種方法:監(jiān)督式學(xué)習(xí)、無(wú)監(jiān)督式學(xué)習(xí)、半監(jiān)督學(xué)習(xí)、集成學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、回歸分析、分類聚合、量度學(xué)習(xí)、因果關(guān)系等。各類機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,推動(dòng)了人工智能的發(fā)展和應(yīng)用。
人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力,將進(jìn)一步釋放歷次科技革命和產(chǎn)業(yè)變革積蓄的巨大能量,并創(chuàng)造新的強(qiáng)大引擎,重構(gòu)生產(chǎn)、分配、交換、消費(fèi)等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)各環(huán)節(jié),形成從宏觀到微觀各領(lǐng)域的智能化新需求,催生新技術(shù)、新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式,引發(fā)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)重大變革,深刻改變?nèi)祟惿a(chǎn)生活方式和思維模式,實(shí)現(xiàn)社會(huì)生產(chǎn)力的整體躍升。
2.?。粒芍扑幨牵粒僧a(chǎn)業(yè)化中重要的應(yīng)用場(chǎng)景
AI制藥(AIDD)是指利用AI技術(shù)在藥物研發(fā)、藥物設(shè)計(jì)、藥物篩選、臨床試驗(yàn)和藥物生產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)中應(yīng)用的制藥領(lǐng)域。AI在藥物研發(fā)中可以通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù),加速藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)過(guò)程,提高研發(fā)效率和成功率。AI還可以在藥物篩選中幫助挑選出具有潛在療效的候選藥物,降低研發(fā)成本和時(shí)間。
在臨床試驗(yàn)中,AI可以幫助優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)、招募適合的患者群體,并提供數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè),加快藥物上市進(jìn)程。此外,AI還可以應(yīng)用于藥物生產(chǎn)中的質(zhì)量控制、流程優(yōu)化和智能化管理等方面,提高藥物的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
AIDD主要優(yōu)化環(huán)節(jié)
隨著AI技術(shù)的發(fā)展,AI技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)了藥物研發(fā)與市場(chǎng)化全流程的覆蓋,特別是在藥物發(fā)現(xiàn)和臨床前階段取得了顯著進(jìn)展。藥物發(fā)現(xiàn)和臨床前研發(fā)階段是AIDD的主要優(yōu)化環(huán)節(jié),也是AI制藥企業(yè)主要的研發(fā)及商業(yè)化方向。利用AI技術(shù),企業(yè)能夠在藥物發(fā)現(xiàn)和臨床前研發(fā)階段,節(jié)約大量濕試驗(yàn)成本與時(shí)間成本,并實(shí)現(xiàn)高通量篩選,助力更多新靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)與"老藥新用"的適應(yīng)癥拓展。未來(lái)AI技術(shù)將持續(xù)發(fā)展,相信能夠在藥品臨床開(kāi)發(fā)、上市后生產(chǎn)與商業(yè)化等方面更進(jìn)一步。
3.?。粒芍扑幮袠I(yè)發(fā)展歷史
縱觀AIDD行業(yè)的發(fā)展,主要分為3個(gè)時(shí)期:
AIDD行業(yè)發(fā)展歷程
(1)1956年~1981年的技術(shù)積累期,該時(shí)期是相關(guān)概念的早期構(gòu)想階段,但由于技術(shù)限制未能成功實(shí)施。
(2)1981年~2012年計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)(CADD)研發(fā)時(shí)期,CADD的虛擬篩選,可用于尋找有希望成藥的苗頭化合物進(jìn)行藥物開(kāi)發(fā),但CADD是藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程的支持部門(mén),而不是核心部門(mén)?!。茫粒模膬H縮短藥物發(fā)現(xiàn)時(shí)間,受限于工藝優(yōu)化、臨床、注冊(cè)等環(huán)節(jié),新藥數(shù)量并未出現(xiàn)激增。
FDA?。茫模牛遗鷾?zhǔn)新藥數(shù)量統(tǒng)計(jì)
(3)2012年~至今的AIDD高速發(fā)展期,該時(shí)期迎來(lái)的AI技術(shù)的"井噴式"發(fā)展,AIDD相關(guān)論文數(shù)量迎來(lái)"指數(shù)級(jí)"增長(zhǎng),相關(guān)技術(shù)棧逐步豐富完善。
在藥物發(fā)現(xiàn)及臨床前研究階段,基于從前的CADD技術(shù),結(jié)合人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù),可以處理大量的生物數(shù)據(jù),從而在藥物開(kāi)發(fā)全過(guò)程中減少時(shí)間和成本。
AIDD有效減少藥物發(fā)現(xiàn)及臨床前研究時(shí)間
同時(shí),區(qū)別于CADD研發(fā)時(shí)期主要聚焦于藥物發(fā)現(xiàn)階段,AI技術(shù)逐步應(yīng)用于藥物開(kāi)發(fā)全流程。如:臨床前研究中的劑型開(kāi)發(fā)、工藝優(yōu)化等;臨床研究階段的受試者篩選及結(jié)果預(yù)測(cè);藥物生產(chǎn)過(guò)程中的智能化生產(chǎn)管理、生產(chǎn)工藝優(yōu)化。AIDD行業(yè)相對(duì)起步較晚,但管線數(shù)量逐年增加,頭部AI藥企臨床前研究管線中藥物數(shù)量已接近傳統(tǒng)頭部藥企的50%,并已經(jīng)有多款藥物進(jìn)入臨床階段。
4.?。粒芍扑幮袠I(yè)配套政策分析
AIDD行業(yè),是在近年才開(kāi)始嶄露頭角的新興領(lǐng)域,相比傳統(tǒng)制藥行業(yè),它起步較晚。這主要是因?yàn)椋粒杉夹g(shù)的發(fā)展和應(yīng)用在醫(yī)藥領(lǐng)域的探索相對(duì)較新。然而,隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展和在醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,AIDD行業(yè)正逐漸嶄露出巨大的潛力。
盡管AIDD行業(yè)發(fā)展迅速,但相關(guān)的配套政策相對(duì)較少。由于AI技術(shù)的復(fù)雜性和涉及的倫理、法律等問(wèn)題,政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要時(shí)間來(lái)理解和評(píng)估其潛在影響,以制定相應(yīng)的政策和法規(guī)。美國(guó)、歐洲等國(guó)家及地區(qū),行業(yè)起步較早,經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展及規(guī)劃初版的監(jiān)管政策于近年才推出。
國(guó)外AIDD行業(yè)相關(guān)監(jiān)管政策(含草案)匯總
目前,國(guó)內(nèi)AIDD行業(yè)相關(guān)政策起始于"十四五"時(shí)期,主要以政府宏觀政策為主,相應(yīng)的執(zhí)行發(fā)展政策及監(jiān)管政策,還需要隨著國(guó)內(nèi)行業(yè)逐步深入發(fā)展而進(jìn)行細(xì)化、完善。
各省都緊跟國(guó)家政策的方向,因地制宜出臺(tái)了各地的特色政策。以AIDD行業(yè)產(chǎn)業(yè)布局最密集的上海為例
5.?。粒芍扑幮袠I(yè)投融資現(xiàn)狀分析
近年來(lái),AIDD行業(yè)曾短暫成為投資的熱點(diǎn),其中2021年行業(yè)融資金額達(dá)歷史高點(diǎn),超過(guò)290億美元。2022年以來(lái),受資本環(huán)境影響,行業(yè)投資"熱潮"已經(jīng)有所退卻,回落至相對(duì)穩(wěn)定水平,預(yù)計(jì)融資金額將處于下行水平。AIDD資金回報(bào)周期長(zhǎng),全球投資者偏好選擇成長(zhǎng)期(69.4%)和初創(chuàng)期(19.2%)企業(yè),中國(guó)投資者選擇初創(chuàng)期、成長(zhǎng)期、成熟期比例分別為33.1%,42.6%,23.9%。
AIDD行業(yè)投資金額統(tǒng)計(jì)分析
結(jié)語(yǔ):
AI在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐步深入,從藥物研發(fā)到臨床試驗(yàn)再到藥物生產(chǎn),AI技術(shù)都在發(fā)揮著重要作用。政策的引導(dǎo)、資本的支持與技術(shù)的不斷突破,共同編織著一個(gè)關(guān)于智能醫(yī)療、高效制藥的美好愿景。未來(lái),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷拓展,AI將在生物醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向更高質(zhì)量、更高效率的方向發(fā)展。
(文章來(lái)源于健康界)