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,正在生物醫藥領域掀起一場深刻的變革。隨著國家發改委《"十四五"生物經濟發展規劃》的出臺,明確指出利用AI等信息技術推動生物醫藥產業向精準化和規模化轉型,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,藥融咨詢聯合成都高投生物醫藥園區共同編寫了2023年《中國AI制藥企業白皮書》,希望為業界廠商、政府機構等相關方提供有益思考,共同推動產業高質量發展。本文依托該白皮書部分內容,將詳探析人工智能核心理念、AI制藥的演進階躍遷徙程、政策生態以及資金融投融現狀,力求呈現一部立體透析與前瞻的產業畫卷。
1. 人工智能的基本概念
人工智能(Artificial Intelligence,AI),是研究、開發用于模擬、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,并生產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、多智能體系統、進化計算、模糊邏輯、機器學習、知識表示、推薦系統、自然語言處理系統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:監督式學習、無監督式學習、半監督學習、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展和應用。
人工智能作為新一輪產業變革的核心驅動力,將進一步釋放歷次科技革命和產業變革積蓄的巨大能量,并創造新的強大引擎,重構生產、分配、交換、消費等經濟活動各環節,形成從宏觀到微觀各領域的智能化新需求,催生新技術、新產品、新產業、新業態、新模式,引發經濟結構重大變革,深刻改變人類生產生活方式和思維模式,實現社會生產力的整體躍升。
2. AI制藥是AI產業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、藥物設計、藥物篩選、臨床試驗和藥物生產等各個環節中應用的制藥領域。AI在藥物研發中可以通過數據挖掘、機器學習和深度學習等技術,加速藥物發現和設計過程,提高研發效率和成功率。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,降低研發成本和時間。
在臨床試驗中,AI可以幫助優化試驗設計、招募適合的患者群體,并提供數據分析和預測,加快藥物上市進程。此外,AI還可以應用于藥物生產中的質量控制、流程優化和智能化管理等方面,提高藥物的生產效率和質量。
AIDD主要優化環節
隨著AI技術的發展,AI技術基本實現了藥物研發與市場化全流程的覆蓋,特別是在藥物發現和臨床前階段取得了顯著進展。藥物發現和臨床前研發階段是AIDD的主要優化環節,也是AI制藥企業主要的研發及商業化方向。利用AI技術,企業能夠在藥物發現和臨床前研發階段,節約大量濕試驗成本與時間成本,并實現高通量篩選,助力更多新靶點的發現與"老藥新用"的適應癥拓展。未來AI技術將持續發展,相信能夠在藥品臨床開發、上市后生產與商業化等方面更進一步。
3. AI制藥行業發展歷史
縱觀AIDD行業的發展,主要分為3個時期:
AIDD行業發展歷程
(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,但CADD是藥物發現過程的支持部門,而不是核心部門。 CADD僅縮短藥物發現時間,受限于工藝優化、臨床、注冊等環節,新藥數量并未出現激增。
FDA CDER批準新藥數量統計
(3)2012年~至今的AIDD高速發展期,該時期迎來的AI技術的"井噴式"發展,AIDD相關論文數量迎來"指數級"增長,相關技術棧逐步豐富完善。
在藥物發現及臨床前研究階段,基于從前的CADD技術,結合人工智能、機器學習和深度學習等技術,可以處理大量的生物數據,從而在藥物開發全過程中減少時間和成本。
AIDD有效減少藥物發現及臨床前研究時間
同時,區別于CADD研發時期主要聚焦于藥物發現階段,AI技術逐步應用于藥物開發全流程。如:臨床前研究中的劑型開發、工藝優化等;臨床研究階段的受試者篩選及結果預測;藥物生產過程中的智能化生產管理、生產工藝優化。AIDD行業相對起步較晚,但管線數量逐年增加,頭部AI藥企臨床前研究管線中藥物數量已接近傳統頭部藥企的50%,并已經有多款藥物進入臨床階段。
4. AI制藥行業配套政策分析
AIDD行業,是在近年才開始嶄露頭角的新興領域,相比傳統制藥行業,它起步較晚。這主要是因為AI技術的發展和應用在醫藥領域的探索相對較新。然而,隨著人工智能技術的迅猛發展和在醫療領域的廣泛應用,AIDD行業正逐漸嶄露出巨大的潛力。
盡管AIDD行業發展迅速,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。美國、歐洲等國家及地區,行業起步較早,經過多年的發展及規劃初版的監管政策于近年才推出。
國外AIDD行業相關監管政策(含草案)匯總
目前,國內AIDD行業相關政策起始于"十四五"時期,主要以政府宏觀政策為主,相應的執行發展政策及監管政策,還需要隨著國內行業逐步深入發展而進行細化、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行業產業布局最密集的上海為例
5. AI制藥行業投融資現狀分析
近年來,AIDD行業曾短暫成為投資的熱點,其中2021年行業融資金額達歷史高點,超過290億美元。2022年以來,受資本環境影響,行業投資"熱潮"已經有所退卻,回落至相對穩定水平,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%)和初創期(19.2%)企業,中國投資者選擇初創期、成長期、成熟期比例分別為33.1%,42.6%,23.9%。
AIDD行業投資金額統計分析
結語:
AI在生物醫藥領域的應用正在逐步深入,從藥物研發到臨床試驗再到藥物生產,AI技術都在發揮著重要作用。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將在生物醫藥領域發揮更加關鍵的作用,推動產業向更高質量、更高效率的方向發展。
(文章來源于健康界)