超維知藥,以數(shù)據(jù)科學為支點驅動臨床前藥物發(fā)現(xiàn)
近日,國家藥品監(jiān)督管理局藥品評審中心公布了《以臨床價值為導向的抗腫瘤藥物臨床研發(fā)指導原則(征求意見稿)》,從指導原則可以看出針對國內創(chuàng)新藥靶點扎堆、“Me-too”泛濫、低水平重復、缺乏真正的創(chuàng)新等問題,創(chuàng)新藥政策收緊,倒逼產(chǎn)業(yè)向“Me-better”轉型。
更高質量、更具創(chuàng)新性的藥物才是未來的研發(fā)主流。其中,最難的是源頭創(chuàng)新,積極運用新技術助力藥物研發(fā),解決藥研的痛點問題,才能使中國藥研產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)彎道超車。然而,新技術的融合碰撞異常艱難,在產(chǎn)業(yè)落地上更存在未解之痛。
怎樣才能克服這些困難?帶著這些疑問,動脈網(wǎng)有幸采訪了北京超維知藥科技有限公司(以下簡稱超維知藥)聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO秦炳杰博士,來看看超維知藥對于這些問題是如何解決的。
相識兩個月,他們決定一起探索新領域
動脈網(wǎng):能簡單分享一下您創(chuàng)辦公司之前的經(jīng)歷嗎?
秦博士:從2003年到2019年,我在軍科院一直開展創(chuàng)新藥物研發(fā)工作。期間博士學位是由軍事醫(yī)學科學院和巴黎第七大學聯(lián)合培養(yǎng)的,在軍科院主要研究藥化領域,在巴黎第七大學主要研究計算機輔助藥物設計領域,17年求學和工作經(jīng)歷為創(chuàng)業(yè)奠定了專業(yè)基礎。
動脈網(wǎng):您之前的主要研究方向還是偏向于藥學領域,而另一位創(chuàng)始人曹晨磊博士則是完全的偏向于計算機領域,您們兩個之前毫無關系的人是如何認識并決定一起創(chuàng)業(yè)的呢?
秦博士:我跟曹博之間的故事比較有趣。曹博是北京郵電大學密碼編碼方向的博士,曾參與多個國家重大專項,之前有過創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷,就職于大唐電信期間曾引導公司在AI方向實現(xiàn)了零的突破。
按常理說,這樣兩個學科背景的人很難有交集。我從軍科院出來的時候就對AI藥研很感興趣,覺著是未來的技術方向,因此加入了元氣知藥的AI部門(超維知藥前身),進去后發(fā)現(xiàn)身邊小伙伴的專業(yè)背景都是計算機化學和生物信息學,計算機與數(shù)據(jù)科學能力匱乏,急尋一位在計算科學領域有資深經(jīng)驗、具備跨學科能力的伙伴加入。
剛好曹博也在尋求藥研方向的新機會,當時國內耕耘這個領域的靠譜公司很少,這也促成了我們在19年聚到一起。彼時曹博就職于大唐電信,辦公地點就隔了一條馬路,我們每周交流兩三次。當時元氣知藥跟元氣森林同屬一家,曹博過來討論問題時都能趕上免費“蹭喝”元氣的新產(chǎn)品,幫他們改良產(chǎn)品體驗,在學科碰撞之余還平添了很多歡樂。
那段時間,我們深入探討了藥物發(fā)現(xiàn)領域的諸多科學難題。他問我藥學知識,我問他算法知識。兩個月后,我問他,你要不要過來一起試試?他說做AI密碼編碼分析很難落地,對人類貢獻低,覺得雖然AI藥研難度更大,挑戰(zhàn)性更強,但社會意義非凡,值得投身其中。總體來說,兩個專業(yè)領域跨越非常大,前期的團隊磨合十分艱難,但我們憑著對這個領域的理想與執(zhí)著,建立了超維知藥的科研團隊與技術體系。
超維分子表征體系打造技術壁壘
動脈網(wǎng):您剛剛提到學科的跨越十分大,超維知藥具體有哪些交叉學科集結的技術團隊呢?
秦博士:公司技術團隊融合了藥物化學、計算化學、數(shù)學、生物、計算機等多個學科的專家,半數(shù)具有海外學習和工作背景,博士、碩士占比超70%。我們利用AI技術探索分子宇宙空間,基于分子圖結構打造了集藥物分子虛擬篩選、結構優(yōu)化、成藥性評價等能力于一體的創(chuàng)新藥發(fā)現(xiàn)及優(yōu)化系統(tǒng),致力于提升藥物發(fā)現(xiàn)效率與成功率,縮短研發(fā)時間,降低研發(fā)成本和風險。
動脈網(wǎng):在這樣高壁壘的多學科交叉背景下,超維知藥的分子表征體系具體擁有哪些特征呢?
秦博士:藥物分子有無限的化學空間,要在龐大的化學空間中找到成藥空間,關鍵在于如何“看”這個化學宇宙——即對化學空間的多維表征。傳統(tǒng)方式是基于幾種人類專家構建的簡單特征去刻畫化學空間,導致呈現(xiàn)效果模糊,無區(qū)分能力。
超維知藥自主研發(fā)的分子表征體系,綜合運用了群論、矩陣論、拓撲學等相關數(shù)學理論,基于十億級已合成分子庫訓練分子特征提取模型,在保證分子特征提取無誤的前提下,將基于圖結構的原始分子信息映射到一個高維流形空間中,得到分子的深度表征信息。在篩選過程中,以某靶點已知hits分子的深度表征信息為錨點,即可精準定位到對應靶點的活性分子空間區(qū)域。之后,再結合ADMET模型評價,得到兼具高活性和良好成藥性質的PCC Drug。
超維知藥的分子表征體系具有覆蓋度廣、分辨率高、可擺脫人類專家經(jīng)驗束縛、具有靶點或者其它性質聚類效果、可結合強化學習技術探索未知化學空間等特點。
超維知藥智能藥物設計流程
看起來“高大上”,實際上“苦累臟”,只有這家公司在做
動脈網(wǎng):目前同類型的企業(yè)多嗎?
秦博士:其實這些技術可能聽起來“高大上”,實際上卻是一個“苦累臟“的差事。據(jù)我從公開報道的文獻和新聞中了解,國內外還沒有同類型企業(yè)將這些技術做到產(chǎn)業(yè)落地的水平。這些技術需要綜合多學科領域知識,我們集結了五六個不同專業(yè)的博士,聚全公司之力花了7個多月才完成初版。沒有前人經(jīng)驗可借鑒,我們自己從底層入手,一行一行地敲代碼,數(shù)以萬計地反復修正、試錯,才打造出這個體系。
在我看來,這不是產(chǎn)業(yè)問題,而是科學問題,對于一些公司來說,很少愿意去做科學問題,這也是我們的核心競爭力。
動脈網(wǎng):目前超維知藥如何擴展市場呢?都與哪些機構或企業(yè)有了合作?
秦博士:我們擴展市場有兩種方式,一種是我們走出去,另一種是別人走進來。在20年初的起步階段,我們主動找了一些有藥研需求且研究領域相符的企業(yè)上門交流尋求合作。時至今日,已經(jīng)有很多企業(yè)慕名而來主動尋求與我們合作。我們已經(jīng)承接了10多個項目,團隊的項目承接能力已幾近飽和,導致很多找上門的項目無法排期,我們正在積極地招募、擴大團隊。
合作方面,我們已與軍科院、北京協(xié)和藥物研究所、齊魯制藥、晶蛋生物、光武生物、鷺港生物等多家機構和企業(yè)建立了合作關系。
動脈網(wǎng):那這樣一個項目交付周期具體有多長呢?
秦博士:從委托公司給我們一個靶點,拿到靶點啟動數(shù)據(jù)調研立項開始計時,到我們給出實體化合物結束,整個周期不到兩個月。在知識產(chǎn)權保護方面,我們向委托公司提供獨占靶點保護,在雙方約定的時間內不再開發(fā)相同靶點。
致力成為中國新一代以數(shù)據(jù)科學為支點的創(chuàng)新藥孵化器
動脈網(wǎng):目前超維知藥的整體戰(zhàn)略布局是如何的呢?
秦博士:前期我們主要以藥物研究技術服務為主,與藥企和科研院所合作,提供從苗頭化合物到候選化合物的篩選及優(yōu)化服務,保證IP100%屬于委托方。中期逐步拓展藥物合作開發(fā)業(yè)務,針對具體項目以技術入股或資金入股形式共同開發(fā),IP由雙方共同持有。后期以自研管線為主,將藥物IP轉讓給藥企,轉讓前IP100%屬于公司。
動脈網(wǎng):那目前超維知藥有哪些主要需求呢?
秦博士:公司2020年5月成立,8月獲淳信長贏1000萬天使投資后,主要是組建團隊和技術研發(fā)。經(jīng)前期項目打磨、我們已驗證了技術體系的可行性和產(chǎn)業(yè)價值,接下來最主要的需求是擴大研發(fā)團隊、建立超維自有的化學合成與生物評價實驗室、穩(wěn)步推進自研藥物管線,打造IP產(chǎn)出閉環(huán)。
動脈網(wǎng):最后,想請您介紹一下“超維知藥”名字的含義和未來公司發(fā)展的愿景。
秦博士:“超維”是一個計算機領域的詞,表示運用數(shù)學手段從超高維度去觀察和認知世界!爸帯贝碚J知、洞察藥物的本質。我們希望運用新的技術手段在超高維度探索藥學領域里更深層次的知識,擺脫人類專家經(jīng)驗束縛,探索出一條新的創(chuàng)新藥物研發(fā)道路。
道長且阻,行則將至,行而不輟,未來可期,對此我們充滿信心,公司致力于成為以數(shù)據(jù)科學為支點、全球領先的創(chuàng)新藥孵化器,為廣大合作伙伴提供高質量臨床前項目與化合物資源。
作者:周秋寒

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