在科技與健康的交匯點上,人工智能(AI)作為一股不可忽視的力量,正在生物醫(yī)藥領域掀起一場深刻的變革。隨著國家發(fā)改委《"十四五"生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》的出臺,明確指出利用AI等信息技術推動生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)向精準化和規(guī)?;D(zhuǎn)型,生物制藥成為AI技術應用的前沿陣地。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)共同編寫了2023年《中國AI制藥企業(yè)白皮書》,希望為業(yè)界廠商、政府機構等相關方提供有益思考,共同推動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。本文依托該白皮書部分內(nèi)容,將詳探析人工智能核心理念、AI制藥的演進階躍遷徙程、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)畫卷。
1. 人工智能的基本概念
人工智能(Artificial Intelligence,AI),是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支,它企圖了解智能的實質(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的智能機器。
人工智能是一個廣泛的領域,包括專家系統(tǒng)、多智能體系統(tǒng)、進化計算、模糊邏輯、機器學習、知識表示、推薦系統(tǒng)、自然語言處理系統(tǒng)和計算機視覺等多個方面。其中,機器學習技術是應用最廣泛的一種技術,具體包括以下幾種方法:監(jiān)督式學習、無監(jiān)督式學習、半監(jiān)督學習、集成學習、深度學習、強化學習、回歸分析、分類聚合、量度學習、因果關系等。各類機器學習技術在各個領域都有廣泛的應用,推動了人工智能的發(fā)展和應用。
人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力,將進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)造新的強大引擎,重構生產(chǎn)、分配、交換、消費等經(jīng)濟活動各環(huán)節(jié),形成從宏觀到微觀各領域的智能化新需求,催生新技術、新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式,引發(fā)經(jīng)濟結(jié)構重大變革,深刻改變?nèi)祟惿a(chǎn)生活方式和思維模式,實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的整體躍升。
2.?。粒芍扑幨牵粒僧a(chǎn)業(yè)化中重要的應用場景
AI制藥(AIDD)是指利用AI技術在藥物研發(fā)、藥物設計、藥物篩選、臨床試驗和藥物生產(chǎn)等各個環(huán)節(jié)中應用的制藥領域。AI在藥物研發(fā)中可以通過數(shù)據(jù)挖掘、機器學習和深度學習等技術,加速藥物發(fā)現(xiàn)和設計過程,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)成本和時間。
在臨床試驗中,AI可以幫助優(yōu)化試驗設計、招募適合的患者群體,并提供數(shù)據(jù)分析和預測,加快藥物上市進程。此外,AI還可以應用于藥物生產(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技術的發(fā)展,AI技術基本實現(xiàn)了藥物研發(fā)與市場化全流程的覆蓋,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,企業(yè)能夠在藥物發(fā)現(xiàn)和臨床前研發(fā)階段,節(jié)約大量濕試驗成本與時間成本,并實現(xiàn)高通量篩選,助力更多新靶點的發(fā)現(xiàn)與"老藥新用"的適應癥拓展。未來AI技術將持續(xù)發(fā)展,相信能夠在藥品臨床開發(fā)、上市后生產(chǎn)與商業(yè)化等方面更進一步。
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個時期:
AIDD行業(yè)發(fā)展歷程
(1)1956年~1981年的技術積累期,該時期是相關概念的早期構想階段,但由于技術限制未能成功實施。
(2)1981年~2012年計算機輔助藥物設計(CADD)研發(fā)時期,CADD的虛擬篩選,可用于尋找有希望成藥的苗頭化合物進行藥物開發(fā),但CADD是藥物發(fā)現(xiàn)過程的支持部門,而不是核心部門?!。茫粒模膬H縮短藥物發(fā)現(xiàn)時間,受限于工藝優(yōu)化、臨床、注冊等環(huán)節(jié),新藥數(shù)量并未出現(xiàn)激增。
FDA CDER批準新藥數(shù)量統(tǒng)計
(3)2012年~至今的AIDD高速發(fā)展期,該時期迎來的AI技術的"井噴式"發(fā)展,AIDD相關論文數(shù)量迎來"指數(shù)級"增長,相關技術棧逐步豐富完善。
在藥物發(fā)現(xiàn)及臨床前研究階段,基于從前的CADD技術,結(jié)合人工智能、機器學習和深度學習等技術,可以處理大量的生物數(shù)據(jù),從而在藥物開發(fā)全過程中減少時間和成本。
AIDD有效減少藥物發(fā)現(xiàn)及臨床前研究時間
同時,區(qū)別于CADD研發(fā)時期主要聚焦于藥物發(fā)現(xiàn)階段,AI技術逐步應用于藥物開發(fā)全流程。如:臨床前研究中的劑型開發(fā)、工藝優(yōu)化等;臨床研究階段的受試者篩選及結(jié)果預測;藥物生產(chǎn)過程中的智能化生產(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)有多款藥物進入臨床階段。
4. AI制藥行業(yè)配套政策分析
AIDD行業(yè),是在近年才開始嶄露頭角的新興領域,相比傳統(tǒng)制藥行業(yè),它起步較晚。這主要是因為AI技術的發(fā)展和應用在醫(yī)藥領域的探索相對較新。然而,隨著人工智能技術的迅猛發(fā)展和在醫(yī)療領域的廣泛應用,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,但相關的配套政策相對較少。由于AI技術的復雜性和涉及的倫理、法律等問題,政府和監(jiān)管機構需要時間來理解和評估其潛在影響,以制定相應的政策和法規(guī)。美國、歐洲等國家及地區(qū),行業(yè)起步較早,經(jīng)過多年的發(fā)展及規(guī)劃初版的監(jiān)管政策于近年才推出。
國外AIDD行業(yè)相關監(jiān)管政策(含草案)匯總
目前,國內(nèi)AIDD行業(yè)相關政策起始于"十四五"時期,主要以政府宏觀政策為主,相應的執(zhí)行發(fā)展政策及監(jiān)管政策,還需要隨著國內(nèi)行業(yè)逐步深入發(fā)展而進行細化、完善。
各省都緊跟國家政策的方向,因地制宜出臺了各地的特色政策。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,AIDD行業(yè)曾短暫成為投資的熱點,其中2021年行業(yè)融資金額達歷史高點,超過290億美元。2022年以來,受資本環(huán)境影響,行業(yè)投資"熱潮"已經(jīng)有所退卻,回落至相對穩(wěn)定水平,預計融資金額將處于下行水平。AIDD資金回報周期長,全球投資者偏好選擇成長期(69.4%)和初創(chuàng)期(19.2%)企業(yè),中國投資者選擇初創(chuàng)期、成長期、成熟期比例分別為33.1%,42.6%,23.9%。
AIDD行業(yè)投資金額統(tǒng)計分析
結(jié)語:
AI在生物醫(yī)藥領域的應用正在逐步深入,從藥物研發(fā)到臨床試驗再到藥物生產(chǎn),AI技術都在發(fā)揮著重要作用。政策的引導、資本的支持與技術的不斷突破,共同編織著一個關于智能醫(yī)療、高效制藥的美好愿景。未來,隨著技術的不斷進步和應用的不斷拓展,AI將在生物醫(yī)藥領域發(fā)揮更加關鍵的作用,推動產(chǎn)業(yè)向更高質(zhì)量、更高效率的方向發(fā)展。
(文章來源于健康界)