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AI制药实验室：“码农”比“白大褂”多机械臂7X24小时做研究

原创 科创板日报 2022-09-04 21:14
STM32峰会2025：AI与GUI开发的未来，就在这里！ 万亿市场风口怎么抓？5场研讨会解锁3D IC设计“通关秘籍”

在晶泰科技，记者见到了一种自动化的新药研发模式。


记者 | 金小莫


在深圳，有这样一家企业：它利用AI预测算法结合实验验证，与辉瑞合作，仅用六周时间，就完成了新冠特效药Paxlovid的药物晶型确定。
这是药物研发的一种新实证。
这家名为“晶泰科技“的企业系目前造药新势力中的头部企业之一。在国际排名前20大药企中，大部分是晶泰科技的客户。日前，《科创板日报》记者来到晶泰科技展开走访调研。

▌有大几十个新药研发订单在手


深圳晶泰科技有限公司（下称“晶泰科技”）总部位于深圳市福田区河套深港科技创新合作区内，在总共1万平米的办公楼内，以中央天井的共享空间为分界线，一半是研发区，主要负责算法开发和AI药物研发；另一半则是现代化药物实验室，后者另由合成、生物、结晶、自动化四个实验室区域构成；此外，这栋楼的一层还设有独立的冷冻电镜实验室也已投入使用。

晶泰科技总部大楼内的共享空间

工作人员告诉《科创板日报》记者，除深圳全球研发总部外，晶泰科技还在北京、上海、波士顿设有分部，全球共有员工约800名，他们同时操刀着“大几十个新药研发项目”，“新药发现的订单金额在数百万到数千万人民币不等，”，“产能还远未触及天花板”。
据此推算，晶泰科技的人均产出不俗。
对比同行龙头来看，据年报数据，截至2021年底，药明康德的2.88万研发人员共创造了229亿元的总营收，人均创收79.5万元；在凯莱英、昭衍新药，这一数据分别是：3381名、46亿元，1590名、10.76亿元，分别人均创收136万元、67.7万元。

▌云上的虚拟实验室找出重磅药


之所以如此高产，其中的秘诀在于研发区。

《科创板日报》记者在现场看到，研发区内遍布电脑，屏幕上跑着算法程序，乍一看之下与互联网公司无异。
“晶泰科技基于量子力学和人工智能，在平台上完成了上百种算法的开发部署，覆盖靶点发现后到临床研究前的全部流程；研发平台横跨多个云供应商，可以以云端超算并行支持上百个新药项目。”工作人员介绍称，其算法人才主要毕业于海内外顶级的高校，目前，还在扩招人才梯队。
《科创板日报》记者从晶泰科技一眼望过去，大多数研发人都“扎堆”在研发区，他们在键盘上飞速写着代码，与实验区进出的“白大褂”形成鲜明对比。
“宇宙是由原子电子组成的，这也包括药物和人体的蛋白，我们设计药物要知道药物分子是怎么和人体内的靶点结合起来的，这归根结底是一个物理问题。我们以量子物理从微观角度切入，预测的准确度很高。”此前，在接受媒体采访时，晶泰科技联合创始人兼董事长温书豪表示。
进一步资料显示，晶泰科技由温书豪、马健和赖力鹏三名创始人于2015年共同创立，三人都是量子物理学博士，创业则是他们在美国麻省理工学院进行博士后研究期间“碰撞出”的火花。
工作人员介绍，得益于量子力学和人工智能技术，在晶泰科技，每个新药开发项目所需要配备的药物研发人员并不特别多，“我们认为AI制药可以实现less is more（少即是多），以更少的资源和时间为药企获得更多的成果。”

▌实验室引入自动化实验设备


在另一侧的药物实验区中，又以自动化实验区最为值得关注。当《科创板日报》记者走访时，该区域出于保密考虑，尚未对媒体开放。就行业而言，诸如药明康德等传统CXO企业，也已经把自动化机器人引入到了日常的试验中。

自动化之后，大量标准化的试验操作和数据采集得以7X24小时无间断进行。

据介绍，在日常的试验中，诸如药物合成、催化剂筛选中的移液、粉末分装、搅拌混匀等重复性工作是可以由机器人来替代的。晶泰科技自2018年就开始布局，目前已设计了一整套与算法平台智能联动的自动化实验室——
在实际操作过程中，研发人员可以在云端登陆，编写并提交实验流程，机器人就可以自动获取原料、试剂等化学品及耗材，自主完成整个实验并实时收集完整的实验数据，通过 AI 分析，最终生成实验报告反馈给研发人员。
前述工作人员称，在疫情期间，也是得益于这些机器人，由晶泰科技负责的药物研发试验并没有因封控而影响试验进度；甚至在与正大天晴合作的抗肿瘤药研发中，提前50%达到里程碑。
由此，晶泰科技展示了一副未来新药研发从场景图：
第一步，针对全新靶点，由云端的AI大脑生成上百万的潜在分子，并通过各项关键物理化学性质进行预测筛选，初步找到针对该靶点可能有效、综合评分最高的分子式。
第二步，由AI算法设计合成路线，交给机器人进行自动化合成试验、生化实验；同时，试验获得的数据，还可以帮助AI算法不断优化、迭代。
第三步，科研人员根据前述研究结果，再进行下一步论证。
由此，传统依赖于人的经验、操作、分析判断的新药研发工作被大大简化。

▌可验证性是关键


据介绍，晶泰科技目前合作客户超过150家，参与的创新药管线逾180条，已得到大规模工业化应用和验证。
之所以订单不断，前述工作人员表示，是因为，晶泰科技建立了计算+实验的一站式服务，这保证了研发的闭环和结果的可验证性，进而实实在在节省了合作客户的研发成本和时间。
《科创板日报》记者了解到，假如一家AI药物研发公司向药企交付预测的结果后，企业仍需要花时间实验验证这些预测的有效性，如何说服药企、完成自证是AI制药企业商务拓展、留住客户需要面对的挑战。
“在算法上，越是投喂高质量多样性的数据，算法和模型也就在反复的训练和验证中越来越准，适用范围越广。为此，我们打造了一套‘数字孪生’的研发体系——计算预测的数字世界与真实实验的物理世界越来越趋近重合，相互映射。”前述工作人员解释称。
据悉，自2015年正式成立以来，晶泰科技的业务已从晶型研究全面向新药研发全链条拓展，包括化学小分子药物、生物大分子药物的新药发现一体化服务及化学合成服务。
《科创板日报》记者从晶泰科技获悉，鉴于其量子物理的底层逻辑，晶泰科技的智能化研发平台未来同样可以应用到新材料、新能源等领域中。


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