计算医学为医药产业“拨云见日”

本文转自:光明日报客户端
传统生化技术在医药领域的红利似乎走到了尽头 。
目前 , 一款新药研发成本约为26亿美元 , 耗时约10年 , 但临床试验阶段药品获批上市(LOA)的成功率不到10% , 特别是肿瘤药物仅为5.1% 。这就意味着众多肿瘤新药研发项目都脱离不了被淘汰的命运 。
鉴于此 , 无论是政府的规划文件出台 , 还是投融资机构、医药企业的动作频频 , 都将医药产业的创新动力寄希望于信息技术的赋能 。
2022年1月 , 国务院印发的《“十四五”数字经济发展规划》提出“发展数字经济是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择”“促进数字技术向经济社会和产业发展各领域广泛深入渗透” 。
随后 , 由国家工业和信息化部等九部门联合发布的《“十四五”医药工业发展规划》明确提出 , “以新一代信息技术赋能医药研发 。探索人工智能、云计算、大数据等技术在研发领域的应用 , 通过对生物学数据挖掘分析、模拟计算 , 提升新靶点和新药物的发现效率 。”
那么 , 信息技术到底为生物医药产业赋能在哪些方面?为此 , 采访人员采访了相关领域的专家 。
创而不新的现状
当前 , 生物医药产业已经成为引领中国经济发展的重要力量 。但遗憾的是 , 在全球TOP100销售额的药品 , 却没有一个“中国造”的身影 。
中科院计算所副研究员 , 中科计算技术西部研究院常务副院长张春明指出 , 国产创新药多集中在国外已经得到验证的靶点和技术赛道 , 导致“新药不新” , 存在于仿制药一样的同质化竞争 。
例如 , 1类小分子抗肿瘤药靶点中 , 前三大靶点EGFR、CDK4/6、ALK占比34% 。
对此 , 张春明直言 , 如果按照这样一个“卷法”的话 , 每家制药企业都挣不到钱 , 最后这个产业就陷入了一种恶性循环 。
并且 , 肿瘤、心血管疾病、阿尔茨海默病这些严重威胁人类健康的疾病都为多因所导致 , 仅靠一种药物或标准化治疗方案很难对所有的患者有效 。
“而人类疾病模型却仍然是以模式动物为基础 。但动物疾病模型的发病过程、病理机制、发病状态和愈后康复等与真实的人体环境存在较大差异 。对人的整体生命活动规律的认知还停留在局部或碎片化阶段 , 一些新发现仍是在‘盲人摸象’ 。”中国工程院院士丛斌认为 , 以细胞、动物模型为基础理解人的生命活动规律 , 造成了医与药的研发困局的一个重要原因 。
计算带来的新思路
的确 , 生物系统本身非常复杂 , 再加上肿瘤发病机制的多维性 , 直接加剧新药研发的难度 。
可喜的是 , 随着大数据、互联网、生物信息和人工智能(AI)等技术在生物医药领域的深入推进 , 新药研发的模式也逐渐发生变化 。
丛斌指出 , 在数字经济时代 , 如果能够构建生物世界的数字化 , 实现生命功能的数字孪生 , 最大化地仿真人体生命规律、疾病模型 , 势必将为新药研发提供新的思路 。
这一点也得到了国内外专家的认同 。
2020年底 , 美国癌症协会经过调研90多位顶尖癌症专家后 , 在CA Cancer J Clin期刊上刊文称 , 通过计算方法和数学模型来检测肿瘤的演化和预测治疗耐药性 , 已经成为推进研究和临床影响的有力手段 。
中国工程院院士刘昌孝也曾公开撰文指出 , AI与药物研发相结合应用于发掘药物靶点、挖掘候选药物、高通量筛选、药物设计、药物合成、预测药物吸收、分配、代谢、排泄和毒性及新适应症开发等领域前景光明 。其中 , 靶点筛选是近期AI+药物研发最热门的领域 , 药物合成或将走向自动化 。