MIT團隊欲用AI破解藥物遞送難題

AI + 新藥研發(fā)賽道又添新玩家，這家初創(chuàng)選擇了新藥研發(fā)鏈條中的藥物遞送環(huán)節(jié)。 “METiS（劑泰醫(yī)藥的英文名）是古希臘神話中的智慧女神，可以體現(xiàn)我們的目標(biāo)是將藥物開發(fā)變成一個更智能、更智慧的過程。我們首先以藥物遞送切入，而真正想做的事情是促成整個醫(yī)藥行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型。”

劑泰醫(yī)藥（METiS）創(chuàng)始人兼 CEO 賴才達博士向生輝講解 METiS 的由來。 METiS 劑泰醫(yī)藥由知名 AI 藥物晶型研發(fā)公司晶泰科技孵化而來，公司繼承了晶泰科技的 AI 實力，并選擇聚焦于藥物遞送、制劑研發(fā)賽道，是全球首家以 AI 驅(qū)動的藥物制劑開發(fā)初創(chuàng)公司。其可以為生物制藥公司提供制劑開發(fā)和優(yōu)化服務(wù)，同時也會基于其專有的高通量 AI 制劑平臺搭建制劑新藥管線等。 公開資料顯示，今年以來劑泰醫(yī)藥已經(jīng)累計完成了三輪融資，其中不乏紅杉資本中國、五源資本（原晨興資本）等知名 VC。

（生輝根據(jù)公開資料整理） 日前，劑泰醫(yī)藥與中國上市藥企華海藥業(yè)達成戰(zhàn)略合作，雙方針對制劑優(yōu)化、制劑新藥管線展開合作。在此之際，就劑泰醫(yī)藥基于 AI 優(yōu)化制劑的底層邏輯，生輝與劑泰醫(yī)藥創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官賴才達聊了聊。 他告訴生輝，劑泰醫(yī)藥的核心競爭力在于將 AI 大數(shù)據(jù)平臺用于藥物遞送環(huán)節(jié)，包括從小分子切入做創(chuàng)新型改良型新藥，再到新形態(tài)藥物遞送。這是一個完整平臺，從設(shè)計端、開發(fā)再到成藥流程，打通了藥物遞送的整個閉環(huán)。

晶泰科技孵化，MIT 創(chuàng)始團隊看好 AI + 制劑開發(fā)場景 劑泰醫(yī)藥由晶泰科技內(nèi)部孵化而來，與晶泰科技淵源頗深。 劑泰醫(yī)藥的創(chuàng)始團隊均來自于 MIT，與晶泰科技的創(chuàng)始團隊可以說是師出同門。 劑泰醫(yī)藥創(chuàng)始成員陳紅敏博士目前在公司擔(dān)任董事兼科技顧問。她是美國工程學(xué)院院士，是藥物制劑開發(fā)和遞送專家。她在 MIT 讀博期間師從美國三院院士、藥物控釋大師 Robert Langer 博士，此前還在 TransForm 制藥公司（已被強生收購）擔(dān)任制劑研發(fā)總監(jiān)，開發(fā)高通量配方技術(shù)平臺。

另外一名創(chuàng)始人王文首博士是 MIT 人工智能實驗室的科學(xué)家，博士后期間主要研究高分子生物材料合成及其在醫(yī)療器械和藥物控制釋放的應(yīng)用，曾聯(lián)合創(chuàng)辦基于機器學(xué)習(xí)的高精度 3D 打印公司。目前，他在劑泰醫(yī)藥擔(dān)任 COO，負(fù)責(zé) AI 算法與實驗平臺的結(jié)合。

“那個時候我看到醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展有兩個重大趨勢，一是醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈正在進行數(shù)字化、智能化的轉(zhuǎn)型，包括藥物發(fā)現(xiàn)、藥物開發(fā)、臨床試驗再到上市銷售。二是，中國作為創(chuàng)新藥新興玩家，正在進入全球市場?！?賴才達這樣描述當(dāng)時創(chuàng)業(yè)的契機。 在這兩大轉(zhuǎn)型階段，他們決定針對醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)整個鏈條中的某一個環(huán)節(jié)進行智能化突破，通過 AI 平臺可以加速中國制藥的創(chuàng)新。 自 2017 年以來，賴才達與陳紅敏院士開始在晶泰科技擔(dān)任科學(xué)顧問，當(dāng)時在晶泰科技內(nèi)部討論過程中發(fā)現(xiàn)，在新藥研發(fā)的全鏈條中，尚無 AI 公司進入制劑開發(fā)環(huán)節(jié)，究其原因是在于大數(shù)據(jù)壁壘。恰好陳紅敏之前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)利用高通量和數(shù)據(jù)分析可以有效解決制劑開發(fā)問題。

“當(dāng)時，在晶泰科技內(nèi)部，我們也看到將量子化學(xué)計算與 AI 結(jié)合，通過數(shù)據(jù)完成晶型和藥物分子設(shè)計。于是，我們決定把制劑高通量平臺與 AI 結(jié)合，解決藥物遞送痛點，并通過平臺搭建有價值的管線。”

賴才達告訴生輝，晶泰科技在概念形成、驗證（包括底層算法）和平臺搭建等過程中給予他們很多支持，而且也是劑泰醫(yī)藥的創(chuàng)始法人。兩家公司業(yè)務(wù)相當(dāng)于上下游關(guān)系，未來在業(yè)務(wù)和管線開發(fā)方面都會有緊密合作。 成立一年以來，劑泰醫(yī)藥共完成三輪融資，融資總額超億元。對此，賴才達透露，投資方看重的，一是 AI 技術(shù)在生物制藥領(lǐng)域所取得的重大突破，將 AI 算法應(yīng)用到藥物遞送環(huán)節(jié)；二是中美一二級市場對于 AI 制藥的認(rèn)可，AI + 制劑是 AI 制藥鏈條中的重要一環(huán)。據(jù)不完全統(tǒng)計，2019 年中國醫(yī)藥制劑行業(yè)市場規(guī)模約為 1.21 萬億元，比 2018 年增長 8.04%，行業(yè)增速較快。

據(jù)了解，劑泰醫(yī)藥在中美兩地設(shè)有辦公室，杭州團隊有 20 多人左右負(fù)責(zé) AI 平臺開發(fā)，員工多為交叉學(xué)科背景包括 AI 算法、自動化、化學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)、金融、數(shù)學(xué)統(tǒng)計等，美國波士頓團隊多為來自藥企、 經(jīng)驗豐富的醫(yī)藥專家主要負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)藥物立項和臨床開發(fā)。 賴才達還告訴生輝，當(dāng)前劑泰重點投入兩個環(huán)節(jié)：一是，底層量子化學(xué)計算，將量子化學(xué)碎片算法和分子對接算法引入到藥物遞送領(lǐng)域；二是通過數(shù)學(xué)統(tǒng)計方式推動 AI 算法的開發(fā)，將底層 AI 算法落地并應(yīng)用到藥物遞送領(lǐng)域。

“獨一無二” 的 AI + 高通量制劑平臺 據(jù)不完全統(tǒng)計，中國 AI 藥物研發(fā)公司大約有 20 多家左右，包括晶泰科技、費米子、望石智慧等。從業(yè)務(wù)范圍來看，包括靶點發(fā)現(xiàn)、化合物篩選、化合物合成等在內(nèi)的藥物發(fā)現(xiàn)是 AI 藥物研發(fā)最熱門的領(lǐng)域。與 AI 藥物發(fā)現(xiàn)相比，AI 制劑開發(fā)及藥物遞送細分領(lǐng)域進入壁壘高，在全球領(lǐng)域都尚未有新創(chuàng)公司入局。 在賴才達看來，眾多 AI 制藥玩家尚未涌入制劑領(lǐng)域的原因在于：利用 AI 驅(qū)動藥物遞送還屬于 AI 在未知領(lǐng)域的應(yīng)用，此前沒有先例；AI 制劑行業(yè)壁壘更高，藥物遞送環(huán)節(jié)的復(fù)雜性（包括體外穩(wěn)定性、體內(nèi)遞送條件等）；業(yè)內(nèi)缺乏高質(zhì)量、高通量數(shù)據(jù)庫，AI 藥物遞送研發(fā)新基建處于早期搭建階段。 “專有的高通量+ AI 制劑平臺是我們進入 AI 制劑開發(fā)最大的底氣。”賴才達說。據(jù)了解，該平臺既可以獲取數(shù)據(jù)還可以產(chǎn)生數(shù)據(jù)，針對不同的藥物遞送途徑產(chǎn)生仿真的物理學(xué)數(shù)據(jù)和參數(shù)；然后將利用第一性原理量子化學(xué)計算獲得的物理參數(shù)和實驗數(shù)據(jù)與 AI 結(jié)合完成建模模型；該平臺可以突破傳統(tǒng)大規(guī)模的搜尋空間，快速搜尋到復(fù)雜分子信息和藥物制劑 1020 或者 1030 不同組合群集。

他還透露，該平臺能產(chǎn)生萬倍以上的數(shù)據(jù)量，并將傳統(tǒng)大量的搜尋空間篩選到 1020 參數(shù)空間，這是數(shù)個數(shù)量級的提升。 “40% 在研藥物由于藥物遞送難點而放棄開發(fā)，如果將制劑優(yōu)化和藥物分子結(jié)合并放大工藝參數(shù)，將有效促進藥物開發(fā)。我們所解決的核心問題是在靶點發(fā)現(xiàn)、開發(fā)過程中，設(shè)計并優(yōu)化藥物遞送（制劑）環(huán)節(jié)，對藥物分子到藥物遞送進行成藥性評估?！?/p>

“從小分子領(lǐng)域切入藥物遞送，這是最接近臨床的應(yīng)用場景。藥物遞送閉環(huán)從遞送到藥物動力學(xué)驗證即可完成，快速完成人工智能的閉環(huán)學(xué)習(xí)?！?賴才達補充道。 “未來 5-10 年中國將迎來對制劑新藥的爆發(fā)式需求” 制劑新藥是劑泰醫(yī)藥的核心業(yè)務(wù)之一，開發(fā)制劑新藥也被稱為是 “一次站在巨人肩膀的攀登之旅”。 2 類新藥是指在中外均未上市的改良型新藥 / 高端制劑新藥（以下稱為 “制劑新藥”），這是 2016 年我國化學(xué)藥品分類注冊改革后的一類化學(xué)新藥。具體來講，在已知藥物分子活性基礎(chǔ)上，對其結(jié)構(gòu)、劑型、給藥途徑以及適應(yīng)癥等進行改良，同時改良后的新藥需要具備顯著的臨床優(yōu)勢。一旦獲得專利，制劑新藥同樣會受到與新藥一樣的專利保護。（注：中國 2 類新藥類似于美國的 505 （b）（2））

一方面，隨著 4+7 帶量采購政策的推行，仿制藥利潤進一步受到壓縮，過去仿制藥高毛利的時代已然結(jié)束；另一方面，新藥物分子研發(fā)難度增加，研發(fā)成本高、時間長，創(chuàng)新藥開發(fā)難度日益加大。與新藥相比，制劑新藥研發(fā)風(fēng)險較低、投入成本更少，時間更短；與仿制藥相比，制劑新藥技術(shù)壁壘高、生命周期更長。據(jù)統(tǒng)計，在 FDA 批準(zhǔn)的歷年 NDA/BLA 中，制劑新藥占據(jù)比例最大，2019 年約占比 57%。 根據(jù) BCC research 數(shù)據(jù)顯示，2014 年中國新型制劑約占總體藥品市場的 3.8%，市場規(guī)模約為 473 億元；預(yù)計到 2025 年，新型制劑在總體藥品市場所占比例將會達到 10%，市場規(guī)模有望達到 2760 億元。高端制劑新藥需求大，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?賴才達告訴生輝，“短期來看，國內(nèi)正處于仿制藥向創(chuàng)新藥轉(zhuǎn)型過程中，對于制劑新藥產(chǎn)品需求旺盛。2016 年中國剛剛開放了改良型制劑申請路徑，預(yù)計國內(nèi)未來 5-10 年可能會把美國 20 多年的改良型新藥路徑重新走一遍。在此過程中，國內(nèi)將會迎來對制劑新藥的爆發(fā)式需求。”

高端制劑的開發(fā)并非小修小改，開發(fā)流程相對復(fù)雜，需要根據(jù)臨床痛點去倒推出如何設(shè)計、優(yōu)化藥物遞送環(huán)節(jié)。這相當(dāng)于是站在巨人的肩膀上去超越巨人難度可想而知。目前，中國復(fù)雜制劑（改良型新藥和仿制藥）嚴(yán)重依賴進口，高端具有臨床優(yōu)勢的差異化制劑新藥可能會是中國醫(yī)藥創(chuàng)新的一大突破口。 據(jù)賴才達介紹，劑泰醫(yī)藥從藥物分子的毒性、便利性、生物可利用性方面實現(xiàn)制劑新藥管線的差異化布局。 一是從藥物毒性問題入手，實現(xiàn)毒性和療效的平衡，通過優(yōu)化制劑讓藥物更精準(zhǔn)地遞送到病灶，減低毒性；二是從用藥途徑入手，突破傳統(tǒng)方式給藥途徑，最大幅度提升病人的用藥便利性和依存性；三是從生物可利用性入手，設(shè)計高效且精準(zhǔn)的藥物遞送載體，實現(xiàn)藥物可成藥性。 賴才達透露，現(xiàn)在所選擇的適應(yīng)癥主要是針對中國的臨床需求，包括腫瘤、中樞神經(jīng)疾病、傳染性疾病、慢性疾病等。目前，其已經(jīng)根據(jù)這些適應(yīng)癥開發(fā)了一系列制劑新藥管線，明年將會開啟 IND 進程。

圖 | 在研管線（來源：劑泰醫(yī)藥）

“接下來的發(fā)展重點是與藥企展開多方面管線的合作，包括自研和共同開發(fā)的管線。長期來看，siRNA、細胞療法、CRISPR 療法、多肽療法等新形態(tài)療法的核心問題在于遞送環(huán)節(jié)，所以新形態(tài)療法遞送會是劑泰醫(yī)藥未來的重要發(fā)展方向之一?！?/p>

原文標(biāo)題：晶泰科技孵化，MIT團隊欲用AI破解藥物遞送難題，專屬藥物即將申報IND丨專訪劑泰醫(yī)藥

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