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新藥研發(fā)周期長(zhǎng)、投入大、持續(xù)時(shí)間久、效率低，一直是醫(yī)藥領(lǐng)域的“心腹大患”。根據(jù)塔夫特藥物發(fā)展研究中心的數(shù)據(jù)，一款新藥從藥物研發(fā)到獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)大約需要96.8個(gè)月。
而TechEmergence的研究報(bào)告顯示，人工智能技術(shù)的加入可以將新藥研發(fā)的成功率從12%提升至14%。這細(xì)微的2%的增長(zhǎng)可以為整個(gè)生物制藥行業(yè)節(jié)省數(shù)十億美元，同時(shí)研發(fā)效率也將大幅提高。
Numerate成立于2007年，總部位于美國(guó)加州圣布魯諾。它將計(jì)算機(jī)科學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的先進(jìn)發(fā)展與傳統(tǒng)藥物的化學(xué)方法相結(jié)合，致力于為開發(fā)小分子療法的企業(yè)提供藥物設(shè)計(jì)平臺(tái)。
該平臺(tái)主要研發(fā)一系列用于心血管，代謝，神經(jīng)衰弱疾病，阿爾茨海默癥和亨廷頓式舞蹈癥的藥物項(xiàng)目。
Numerate的總裁兼首席執(zhí)行官Guido Lanza博士表示，與其他AI藥物研發(fā)公司相比，Numerate已有11年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。他們的算法能夠從非常小的數(shù)據(jù)集中挖掘有用的信息，并用于解決新型的生物問題。
基于3D配體的建模，允許他們?cè)诓恍枰衔锏慕Y(jié)構(gòu)資料下利用機(jī)器學(xué)習(xí)解決表型驅(qū)動(dòng)的藥物研發(fā)難題。這種研發(fā)往往是低通量，高內(nèi)涵的生物學(xué)問題。
2014年6月，Numerate獲800萬C輪融資，投資方分別是Atlas Venture和Lily Ventures。
Guido Lanza博士表示，該投資能夠推進(jìn)Numerate在代謝和心血管疾病的進(jìn)一步研究，以改善糖尿病，肥胖癥，心力衰竭和心力失常等癥狀。
Numerate專注于建設(shè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的藥物設(shè)計(jì)模式，促進(jìn)高效率和可預(yù)測(cè)的制藥分析。該平臺(tái)尤其適用于數(shù)據(jù)稀少，或因傳統(tǒng)方法局限而無法生成制藥所須的先導(dǎo)化合物等情況。
經(jīng)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)發(fā)揮科學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)
Numerate公司的團(tuán)隊(duì)里擁有來自不同領(lǐng)域的員工，其中包括計(jì)算機(jī)科學(xué)家，數(shù)據(jù)科學(xué)家，藥物化學(xué)家和生物學(xué)家。該公司匯集了各個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)點(diǎn)，以構(gòu)建最佳解決方案為目的去改良藥物研發(fā)的整個(gè)流程。
從左至右依次為Guido Lanza，Brandon Allgood和John Griffin
，Numerate的總裁兼首席執(zhí)行官Guido Lanza于2006年被商業(yè)周刊評(píng)選為“30歲以下技術(shù)最佳青年企業(yè)家”之一。Lanza博士曾是Pharmix制藥公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官，并在該公司的董事會(huì)有過六年的工作經(jīng)驗(yàn)。
在進(jìn)Pharmix公司之前，Lanza博士作為研究科學(xué)家與斯坦福大學(xué)的Koza教授共同開發(fā)了生物信息學(xué)與計(jì)算生物學(xué)相關(guān)的遺傳編程應(yīng)用。
此外，Lanza博士作為10個(gè)科學(xué)出版物的作者和4個(gè)授權(quán)專利的發(fā)明者，曾獲得加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的分子細(xì)胞生物學(xué)和綜合生物學(xué)的雙學(xué)位以及英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的生物信息學(xué)碩士學(xué)位。
Numerate的首席技術(shù)官Brandon Allgood主要負(fù)責(zé)管理公司的AI平臺(tái)及應(yīng)用，并為公司未來技術(shù)發(fā)展規(guī)劃藍(lán)圖。他不僅獲得了加州大學(xué)圣克魯茲分校的計(jì)算物理學(xué)博士，還曾擔(dān)任過該公司的計(jì)算機(jī)科學(xué)主任以及Pharmix公司的研究科學(xué)家。
Allgood出版過天體物理學(xué)、固體物理學(xué)和計(jì)算生物學(xué)有關(guān)的科學(xué)書籍，并在大規(guī)模云計(jì)算，分布式計(jì)算，人工智能和數(shù)學(xué)建模方面擁有15年的工作經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，他也是福布斯技術(shù)委員會(huì)的成員、UCSC基金會(huì)的受托人。
作為Numerate公司的首席戰(zhàn)略官，John Griffin職掌公司的治療計(jì)劃和項(xiàng)目合作。他也曾是上市生物制藥公司Theravance Inc.的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)官。在擔(dān)任斯坦福大學(xué)的助理教授期間，Griffin發(fā)布了共39篇的科學(xué)出版物。
同時(shí)，他作為27項(xiàng)專利的發(fā)明人多次榮獲獎(jiǎng)項(xiàng)，其中包括美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的Arthur C. Cope學(xué)者獎(jiǎng)以及斯坦福大學(xué)的院長(zhǎng)教學(xué)獎(jiǎng)。此外，他也曾擔(dān)任過威康信托基金會(huì)的籌資委員會(huì)成員、哈佛醫(yī)學(xué)院國(guó)家科學(xué)基金會(huì)博士后研究員，并在加州理工學(xué)院化學(xué)專業(yè)取得博士學(xué)位。
獨(dú)創(chuàng)的ADME和毒性預(yù)測(cè)功能
Numerate的CEO兼總裁Lanza表示，公司獨(dú)創(chuàng)的ADME和毒性預(yù)測(cè)是公司的一項(xiàng)重要支柱。
ADME是“吸收，分布，代謝和排泄”的縮寫，描述了藥物化合物在生物體內(nèi)的消化過程。這四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)決定了藥物的濃度以及藥物暴露在組織中的動(dòng)力情況，因此ADME可以衡量該化合物作為藥物的性能和藥理學(xué)的活性。
傳統(tǒng)的生物技術(shù)和制藥創(chuàng)業(yè)公司一般側(cè)重于少數(shù)靶標(biāo)或單一治療領(lǐng)域，而新藥設(shè)計(jì)平臺(tái)主要運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來模擬小分子化合物的藥物特性，比如靶點(diǎn)結(jié)合能力和特異性，藥物動(dòng)力學(xué)和藥物代謝特性，以及毒副作用。
這一平臺(tái)通常的藥物篩選流程會(huì)依據(jù)特定的藥物活性、特異性和ADME模型，從包含一兆個(gè)模擬化合物的化合物庫(kù)中選出2500萬個(gè)化合物進(jìn)行模擬測(cè)試。
研究表明，整個(gè)過程只需一周就可以完成，每個(gè)模擬化合物的測(cè)試成本為0.01美分?；瘜W(xué)家會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，挑選出最有希望的模擬化合物進(jìn)行合成和實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果被用于修正和改良模擬的準(zhǔn)確性，隨著這個(gè)過程的不斷循環(huán)，模擬系統(tǒng)給出的候選化合物將越來越有針對(duì)性。
由此可見，Numerate的制藥平臺(tái)能夠運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)高效率、高性價(jià)地解決生物問題，運(yùn)用平臺(tái)去關(guān)注/驗(yàn)證數(shù)據(jù)，從而改善整個(gè)制藥產(chǎn)業(yè)。
另外，Lanza表示，他們?cè)谠擃I(lǐng)域獲得了1000多萬美元的投資，其中包括與美國(guó)國(guó)防威脅降低局的大型合同，以建立和驗(yàn)證一套系統(tǒng)，可能將先導(dǎo)化合物快速轉(zhuǎn)化為臨床候選藥物。
Numerate與制藥公司的許多合作都基于他們所具備的ADME和毒性預(yù)測(cè)能力，其獨(dú)特之處在于能夠從過去的所有研發(fā)項(xiàng)目中學(xué)習(xí)，為未來的每一個(gè)化學(xué)設(shè)計(jì)和候選藥物選擇提供正確的決策。
2017年6月，武田藥業(yè)與Numerate公司正式簽約，使用Numerate公司的AI技術(shù)開發(fā)腫瘤學(xué)、胃腸病學(xué)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的小分子藥物展開合作。
Lanza表示，Numerate希望與大型制藥公司建立購(gòu)買產(chǎn)品線形式的合作，武田藥業(yè)將預(yù)先獲得由Numerate的AI平臺(tái)產(chǎn)生的許可資格。
數(shù)據(jù)技術(shù)和商業(yè)模式對(duì)AI初創(chuàng)公司至關(guān)重要
Numerate公司的首席執(zhí)行官Lanza博士預(yù)言，在未來的三到五年內(nèi)，AI技術(shù)會(huì)被應(yīng)用到整個(gè)醫(yī)藥行業(yè)。在他看來，數(shù)據(jù)技術(shù)和商業(yè)價(jià)值對(duì)運(yùn)營(yíng)一家AI初創(chuàng)公司而言至關(guān)重要。
了解生物領(lǐng)域中的算法和應(yīng)用以及算法正在應(yīng)用的數(shù)據(jù)是創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷年P(guān)鍵。Lanza 表示，為了解決這些問題，他們花費(fèi)了數(shù)10年的時(shí)間去了解數(shù)據(jù)，攻克技術(shù)障礙，解決生物學(xué)（及其帶來的噪音）的混亂以及化學(xué)方面的挑戰(zhàn)（以及它們帶來的偏差）。
從商業(yè)角度下分析，Numerate更看重客戶的需求。Lanza博士表示，他們的新藥研發(fā)團(tuán)隊(duì)專注于產(chǎn)品在商業(yè)和學(xué)術(shù)領(lǐng)域均有的實(shí)際價(jià)值。
他們的盈利方向源于制造和擴(kuò)展治療疾病的相關(guān)產(chǎn)品，以授權(quán)該公司的計(jì)算程序和應(yīng)用技術(shù)為最終目的。其應(yīng)用程序分為以下兩類：
合作計(jì)劃程序
Numerate一部分投資情況是通過與其他公司的相互合作，其中包括與合作伙伴共同建立一個(gè)目標(biāo)明確、想法一致的產(chǎn)品計(jì)劃，比如先導(dǎo)化合物的優(yōu)化項(xiàng)目等。這些基于可選的程序涉及到Numerate所創(chuàng)建的目標(biāo)類型和應(yīng)用領(lǐng)域，其合作的關(guān)鍵是以共同創(chuàng)立外部化的研究模型來獲取收益。
內(nèi)部程序
Numerate的第二部分投資包括以授權(quán)技術(shù)為目標(biāo)開發(fā)的內(nèi)部項(xiàng)目。這也涵蓋了他們與其他公司合作所購(gòu)買的科技產(chǎn)品和設(shè)計(jì)。
例如，2017年6月，Numerate與一家總部位于法國(guó)的國(guó)際醫(yī)藥公司Servier共同購(gòu)買的蘭尼堿受體2（RyR2）的小分子調(diào)幅器，以治療心血管相關(guān)疾病為目標(biāo)，致力于改善患者心力衰竭或心力失常等癥狀。
Servier公司主要通過五大領(lǐng)域的創(chuàng)新來推動(dòng)企業(yè)發(fā)展，其中包括：糖尿病，癌癥，免疫性炎癥疾病，神經(jīng)衰退性疾病，以及公司在高質(zhì)量仿制藥領(lǐng)域的宣傳與活動(dòng)。
Numerate公司的強(qiáng)力競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手
1. Numerate與Recursion Pharmaceuticals的比較
Recursion公司成立于2013年，它有一個(gè)雄大的目標(biāo)：在十年內(nèi)找到100種疾病的治療方法。這家公司的核心技術(shù)在于運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來處理細(xì)胞圖像，并且通過分析1000多種細(xì)胞特征來評(píng)估疾病細(xì)胞在給藥后的效果。使用先進(jìn)的成像技術(shù)和人工智能技術(shù)，這一平臺(tái)可以進(jìn)行高通量的細(xì)胞模型實(shí)驗(yàn)，在上百種疾病的細(xì)胞模型中進(jìn)行上千種候選藥物的檢測(cè)。
Recursion公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了15種治療罕見病的候選藥物，其中治療腦海綿狀血管畸形 （cerebral cavernous malformation） 的候選藥物即將進(jìn)入臨床試驗(yàn)。
與Numerate相比，Recursion Pharmaceuticals利用AI技術(shù)深度分析細(xì)胞結(jié)構(gòu)，主要通過分析圖像的方式來推廣新型制藥。
其技術(shù)原理和研究方向與Numerate都不同；Recursion針對(duì)罕見病、遺傳病的研究，而Numerate面向腫瘤學(xué)、胃腸病學(xué)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的相關(guān)探索。
2. Numerate與Insilico Medicine的比較
Insilico Medicine公司成立于2014年，宗旨是延長(zhǎng)人類的健康壽命。
為此，該公司收集了大量不同年齡的健康和患病人群的多類組學(xué)數(shù)據(jù)（multi-omics data），并且利用機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，從中找出與衰老和疾病有關(guān)的生物標(biāo)記物，并且根據(jù)這些數(shù)據(jù)尋找上市藥物的新功能，發(fā)現(xiàn)新的抗衰老藥物。
該公司的另一項(xiàng)業(yè)務(wù)是與研究所和制藥公司合作，利用自身對(duì)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)器學(xué)習(xí)的專長(zhǎng)，幫助它們進(jìn)行藥物研發(fā)、發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)記物和開發(fā)研究衰老的新工具。
兩家公司相比，Numerate與Insilico Medicine在藥物分子解析方面有異曲同工之妙。他們都是通用機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)解析和實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方式對(duì)分子進(jìn)行深度探究。
Numerate相對(duì)Insilico Medicine，成立時(shí)間久，融資金額多。然而Insilico Medicine在合作項(xiàng)目與產(chǎn)品輸出方面也表現(xiàn)得毫不遜色。
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