ChatGPT官网-人工智能如何彻底改变药物研发

该实验室面积约为足球场的三分之二，是位于加利福尼亚州蒙罗维亚的一家人工智能辅助药物发现和开发数据工厂。它是众多试图利用人工智能更快地生产更有效药物的年轻公司和初创公司的一部分。

这些公司正在利用新技术——从大量数据中学习以得出答案——试图重塑药物研发。他们正在将这一领域从艰苦的手工艺转变为更自动化的精准技术，这一转变是由不断学习和变得更聪明的人工智能推动的。

Terray 联合创始人兼首席执行官雅各布·柏林 (Jacob Berlin) 表示：“一旦你拥有正确的数据，人工智能就可以发挥作用，而且效果非常非常好。”

生成式人工智能可以生成从诗歌到计算机程序等各种内容，其早期商业用途主要是帮助人们摆脱日常办公任务、客户服务和代码编写的单调乏味。然而，药物研发是一个巨大的产业，专家表示，这个产业已经成熟，可以进行人工智能改造。

咨询公司麦肯锡表示，人工智能对于制药行业来说是一个“百年不遇的机遇”。

就像 ChatGPT 等热门聊天机器人通过互联网上的文本进行训练，DALL-E 等图像生成器从大量图片和视频中学习一样，用于药物发现的人工智能也依赖于数据。而且这些数据是非常专业的数据——分子信息、蛋白质结构和生化相互作用的测量值。人工智能从数据中的模式中学习，以推荐可能有用的候选药物，就像将化学钥匙与正确的蛋白质锁匹配一样。

由于药物开发人工智能以精确的科学数据为驱动力，因此产生毒性“幻觉”的可能性远低于经过广泛训练的聊天机器人。任何潜在药物都必须在实验室和临床试验中经过广泛测试，才能获准用于患者。

Terray 等公司正在建设大型高科技实验室来生成信息，帮助训练人工智能，从而实现快速实验、识别模式和预测可能有效的方法的能力。

然后，生成式人工智能可以数字化设计药物分子。该设计在高速自动化实验室中转化为物理分子，并测试其与目标蛋白质的相互作用。结果（正面或负面）都会被记录下来并反馈到人工智能软件中，以改进其下一个设计，从而加速整个过程。

虽然一些人工智能开发的药物正在进行临床试验，但仍处于早期阶段。

华盛顿大学蛋白质设计研究所所长、生物化学家大卫·贝克说：“生成式人工智能正在改变这个领域，但药物开发过程却非常混乱且非常人性化。”

传统上，药物开发是一项昂贵、耗时且不确定的工作。关于药物设计、临床试验直至最终批准的成本的研究差异很大。但平均总费用估计为 10 亿美元。整个过程需要 10-15 年。进入人体临床试验的候选药物中，近 90% 都失败了，通常是因为缺乏疗效或出现无法预见的副作用。

年轻的人工智能药物开发者正在努力利用他们的技术来提高这些几率，同时节省时间和金钱。

他们最稳定的资金来源是制药巨头，这些巨头长期以来一直是小型研究企业的合作伙伴和银行家。如今的人工智能制药商通常专注于加速临床前开发阶段，这通常需要 4-7 年。有些公司可能会尝试自己进行临床试验。但这个阶段通常是由大型制药公司接管的，负责昂贵的人体试验，这可能需要另外七年的时间。

对于成熟的制药公司来说，合作伙伴策略是一条成本相对较低的创新途径。

美国银行证券前生物技术投资银行家 Gerardo Ubaghs Carrión 表示：“对他们来说，这就像乘坐 Uber 到达某个地方，而不必购买汽车。”

大型制药公司会向研究合作伙伴支付费用，以推动候选药物的研发，这些费用在几年内可能达到数亿美元。如果一种药物最终获得批准并取得商业成功，那么就会有一笔专利费收入。

Terray、Recursion Pharmaceuticals、Schrödinger 和 Isomorphic Labs 等公司都在寻求突破。但总体而言，存在两条不同的道路——一条是建立大型实验室，另一条是不建立大型实验室。

Isomorphic 是谷歌DeepMind（这家科技巨头的核心 AI 团队）的衍生药物研发公司，该公司认为 AI 越好，所需的数据就越少。该公司押注于其软件实力。

2021 年，谷歌 DeepMind 发布了一款软件，可以准确预测氨基酸链折叠成蛋白质后的形状。这些 3D 形状决定了蛋白质的功能。这促进了生物学理解，并有助于药物研发，因为蛋白质驱动着所有生物的行为。

上个月，谷歌 DeepMind 和 Isomorphic 宣布他们的最新人工智能模型 AlphaFold 3 可以预测分子和蛋白质如何相互作用——这是药物设计的又一步。

Isomorphic 首席人工智能官 Max Jaderberg 表示：“我们专注于计算方法。我们认为还有巨大的潜力有待挖掘。”

Terray 与大多数药物开发初创公司一样，是多年科学研究与人工智能最新发展相结合的产物。

柏林在加州理工学院获得化学博士学位，其整个职业生涯都在追求纳米技术和化学方面的进步。Terray 的诞生源于十多年前在洛杉矶附近的希望之城癌症中心开展的一个学术项目，当时柏林在那里有一个研究小组。

Terray 专注于开发小分子药物，基本上是任何可以口服的药丸，如阿司匹林和他汀类药物。药丸服用方便，生产成本低廉。

Terray 的时尚实验室与学术界过去的时代相去甚远，当时的数据都存储在 Excel 电子表格中，而自动化还是一个遥远的目标。

“我就是机器人，”Terray 联合创始人兼高级科学家凯瑟琳·艾丽森回忆道。

但到了 2018 年 Terray 成立时，建立工业化数据实验室所需的技术正在飞速发展。Terray 依靠外部制造商的进步来制造 Terray 设计的微型芯片。它的实验室里充满了自动化设备，但几乎所有设备都是定制的——得益于 3D 打印技术的进步。

从一开始，Terray 团队就意识到人工智能对于理解其数据存储至关重要，但生成式人工智能在药物开发中的潜力直到后来才显现出来——尽管是在 ChatGPT 于 2022 年成为热门之前。

安进公司高级科学家 Narbe Mardirossian 于 2020 年成为 Terray 的首席技术官，部分原因是该公司拥有丰富的实验室生成数据。在 Mardirossian 的领导下，Terray 建立了数据科学和人工智能团队，并创建了一个将化学数据转化为数学并再转化为数学的人工智能模型。该公司已经发布了一个开源版本。

Terray 与 Bristol Myers Squibb 和 Calico Life Sciences 达成了合作协议，后者是谷歌母公司 Alphabet 的子公司，专注于与年龄相关的疾病。这些交易的条款尚未披露。

雅各布·柏林的弟弟伊莱·柏林表示，为了扩张，Terray 需要的资金将超过其 8,000 万美元的风险投资。他说，伊莱·柏林辞去了私募股权工作，成为这家初创公司的联合创始人和首席财务和运营官，因为他相信这项技术可以打开一扇利润丰厚的生意之门。

Terray 正在开发治疗红斑狼疮、牛皮癣和类风湿性关节炎等炎症性疾病的新药。雅各布·柏林表示，该公司预计到 2026 年初将有药物进入临床试验。

Terray 及其同行的制药创新可以加快进程，但速度也仅此而已。