生物醫(yī)藥是國(guó)家“十四五”規(guī)劃中明確的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。長(zhǎng)三角地區(qū)是中國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的排頭兵，也是《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》的“生物經(jīng)濟(jì)先導(dǎo)區(qū)”之一。據(jù)《上海市生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)投資指南》顯示，2022 年上海市生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)在 I 類國(guó)產(chǎn)創(chuàng)新藥數(shù)量、生物醫(yī)藥領(lǐng)域上市企業(yè)數(shù)量、AI 制藥企業(yè)落戶數(shù)量上，均位居全國(guó)第一。近年來，上海、南京、杭州、蘇州等多地政策支持進(jìn)一步加碼，推動(dòng)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

長(zhǎng)三角地區(qū)也是我國(guó)人工智能發(fā)展的前沿。在 AI 大模型引領(lǐng)的新一輪科創(chuàng)浪潮中，人工智能科技與生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的融合創(chuàng)新不斷加速。杭州立德百克生物醫(yī)藥科技有限責(zé)任公司、索智生物科技(浙江)有限公司等生物醫(yī)藥領(lǐng)域企業(yè)率先引入百度飛槳螺旋槳（ PaddleHelix ）和文心生物計(jì)算大模型的領(lǐng)先技術(shù)，攻堅(jiān)業(yè)內(nèi)痛點(diǎn)，打造出令人矚目的標(biāo)桿成果。

百度飛槳螺旋槳（ PaddleHelix ）是基于飛槳深度學(xué)習(xí)框架打造的“ AI+生物”計(jì)算平臺(tái)，提供文心大模型-生物計(jì)算大模型能力，已開放多個(gè)算法模型，覆蓋小分子藥物篩選、多肽/蛋白藥物設(shè)計(jì)、mRNA 疫苗/藥物設(shè)計(jì)等技術(shù)，面向新藥研發(fā)、疫苗設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)醫(yī)療等場(chǎng)景，為生物醫(yī)藥領(lǐng)域的創(chuàng)新藥企、醫(yī)藥技術(shù)提供商、科研機(jī)構(gòu)、生物科技公司等提供全面的算法工具和技術(shù)方案。

創(chuàng)新藥企立德百克聯(lián)合百度飛槳螺旋槳，提出了開發(fā)新機(jī)制的乳腺癌創(chuàng)新藥的方法，運(yùn)用大模型底座以及 HelixVS 等技術(shù)，已經(jīng)找到具有潛力的 6 個(gè)活性小分子，未來有望開發(fā)出解決臨床耐藥性和副作用進(jìn)一步降低的新型乳腺癌治療藥物。

索智生物是一家專注自身免疫疾病新藥研發(fā)初創(chuàng)公司，通過 AI 技術(shù)實(shí)現(xiàn)差異化產(chǎn)品創(chuàng)新和研發(fā)效率提升。索智生物在多個(gè)領(lǐng)域與飛槳螺旋槳合作，其中 ADMET 性質(zhì)預(yù)測(cè)大模型 HelixADMET ，已經(jīng)整合到索智自身的 AI 藥物發(fā)現(xiàn)平臺(tái)（ AIxMol??），并成功應(yīng)用于其所有在研項(xiàng)目，有效地幫助索智提升合成測(cè)試濕實(shí)驗(yàn)成功率，進(jìn)而提高整體研發(fā)效率。

HelixADMET 大模型可在 60 秒內(nèi)計(jì)算 1000 個(gè)分子的 ADMET 相關(guān)指標(biāo)。這對(duì)快速分子評(píng)估將起到重要的作用，這一重要藥物性質(zhì)評(píng)估平臺(tái)有望給廣大藥企帶來幫助。

高效鎖定 6 個(gè)分子 為世界第一大癌癥加速研發(fā)首創(chuàng)新藥

根據(jù)世衛(wèi)組織發(fā)布的數(shù)據(jù)，早在 2020 年，乳腺癌就在全球新發(fā)病例上超過肺癌，成為世界第一大癌癥。我國(guó)是全球乳腺癌發(fā)病人數(shù)最多的國(guó)家，每年新發(fā)病例數(shù)接近 42 萬。CDK4/6 抑制劑是目前治療乳腺癌最為暢銷的藥物。但 CDK4/6 抑制劑在給廣大患者帶來福音的同時(shí)，也存在著“瑕疵”，比如難以避免的產(chǎn)生了不同程度的耐藥性以及臨床副作用，而且同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。這就要求跳出賽道，研發(fā)全新的治療藥物。

立德百克聚焦于世界前沿的疾病模型和靶點(diǎn)藥物開發(fā)領(lǐng)域，為創(chuàng)新藥物的早期開發(fā)提供助力服務(wù)。針對(duì)現(xiàn)有乳腺癌藥物的不足，立德百克聯(lián)合百度飛槳螺旋槳提出了開發(fā)新機(jī)制的 CDK4/6 抑制劑乳腺癌藥物的方法，另辟蹊徑利用 CDK4/6 的激酶活性必須依賴于自身同 CCND（細(xì)胞周期素 D ）形成復(fù)合物這一關(guān)鍵特性，開發(fā)出能阻斷 CDK4/6-CCND 蛋白-蛋白相互作用（ PPI ）的小分子化合物，同樣可以起到使 CDK4/6 激酶失去活性，并因此抑制乳腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)。目前已找到 6 個(gè)高潛力分子，為新藥物的研發(fā)帶來了曙光。

杭州立德百克生物醫(yī)藥總經(jīng)理王紫壹介紹道，“百度擁有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的 AI+藥物研發(fā)的技術(shù)能力，特別是文心生物計(jì)算大模型在國(guó)內(nèi)是非常領(lǐng)先的，運(yùn)用這些技術(shù)能力，飛槳螺旋槳平臺(tái)幫助我們更高效的找到苗頭化合物分子，這大大提升了我們藥物發(fā)現(xiàn)的效率?！?/p>

具體來說，文心生物計(jì)算大模型的虛擬篩選流程算法 HelixVS ，能高效實(shí)現(xiàn)千萬/億級(jí)別大規(guī)模的小分子虛擬篩選。對(duì)比傳統(tǒng)分子對(duì)接工具，HelixVS 能夠多找到 40% 以上的活性分子，同時(shí)在單機(jī)上運(yùn)行的速度可提升 5 倍。在本次項(xiàng)目中，僅用一個(gè) 780 萬的虛擬篩選庫(kù)，就成功篩出了 110 個(gè)潛在的候選分子。

立德百克對(duì)篩選出的化合物進(jìn)行活性檢測(cè)，從 110 個(gè)分子中采購(gòu)了 40 個(gè)進(jìn)行濕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，最后發(fā)現(xiàn)有 6 個(gè)高潛力分子，其中3個(gè)化合物能同時(shí)打斷 CDK4/6-CCND 蛋白-蛋白相互作用，還有 3 個(gè)化合物能打斷 CDK4-CCND 蛋白-蛋白相互作用。目前，雙方團(tuán)隊(duì)正對(duì)這些化合物做更進(jìn)一步的研究，創(chuàng)新藥物有望在不久的將來問世。據(jù)介紹，相比于現(xiàn)有 CDK4/6 抑制劑，新型藥物屬于機(jī)制創(chuàng)新的首創(chuàng)新藥，具備更優(yōu)的特異性，并在耐藥性與潛在副作用上進(jìn)一步減弱，這將為廣大乳腺癌患者帶來福音。得益于這些優(yōu)勢(shì)，新型藥物也將有望打開可觀的市場(chǎng)空間。

60 秒計(jì)算 1000 個(gè)分子相關(guān)指標(biāo) 化合物成藥性預(yù)測(cè)迎利器

索智生物致力于融合 AI 技術(shù)和新藥研發(fā)能力，在自身免疫疾病領(lǐng)域進(jìn)行高效的差異化新藥研發(fā)。索智生物特別強(qiáng)調(diào)化合物成藥性預(yù)測(cè)。數(shù)據(jù)顯示，40-45% 臨床試驗(yàn)的失敗歸結(jié)于候選化合物的高毒性和低類藥性。而 ADMET 正是衡量化合物成藥性最重要的參考指標(biāo)。

受到 ADMET 自身極高的復(fù)雜性、濕實(shí)驗(yàn)的高成本等因素影響，業(yè)內(nèi)現(xiàn)有的解決方案很難構(gòu)建一個(gè)具有豐富信息量的化合物表征模型。針對(duì)當(dāng)前主流分子建模方法的局限，飛槳螺旋槳的化合物通用表征模型 HelixGEM ，在業(yè)界首次引入化合物三維空間信息，并引入預(yù)訓(xùn)練技術(shù)，利用大量無標(biāo)注的化合物數(shù)據(jù)，通過自監(jiān)督學(xué)習(xí)，構(gòu)建化合物表征的底層能力，在 14 個(gè)化合物屬性的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集中取得了最佳表現(xiàn)。

索智生物創(chuàng)始人 CEO 許大強(qiáng)表示，“索智生物將飛槳螺旋槳基于文心 HelixGEM 構(gòu)建的 ADMET 成藥性預(yù)測(cè)模型（ HelixADMET ），整合到索智 AI 藥物發(fā)現(xiàn)平臺(tái) AIxMol?? 上，應(yīng)用在多個(gè)藥物研發(fā)的實(shí)際產(chǎn)品管線中，加速發(fā)現(xiàn)候選藥物和推進(jìn)其管線進(jìn)程?！?/p>

目前，該模型可在 60s 內(nèi)計(jì)算 1000 個(gè)分子的 ADMET 相關(guān)指標(biāo)。對(duì)比國(guó)內(nèi)外多個(gè)知名的 ADMET 預(yù)測(cè)軟件，模型有更高的準(zhǔn)確率，計(jì)算的指標(biāo)也更多，可以一次性預(yù)測(cè)超過 50 種 ADMET 相關(guān)指標(biāo)，且綜合效果超過競(jìng)品 4% 以上。該案例還入選了中國(guó)信通院 2022 年大模型優(yōu)秀應(yīng)用案例。

當(dāng) HelixADMET 預(yù)測(cè)模型應(yīng)用于化合物優(yōu)化/篩選階段，能輔助決策優(yōu)先進(jìn)入臨床的化合物，規(guī)避后期的可能風(fēng)險(xiǎn)，減少盲目實(shí)驗(yàn)的概率，就可省下大量的時(shí)間和資金投入，顯著提高新藥研發(fā)效率。

百度飛槳螺旋槳生物計(jì)算平臺(tái)涵蓋文心生物計(jì)算大模型技術(shù)，面向小分子、蛋白多肽、RNA 等場(chǎng)景提供服務(wù)。在長(zhǎng)三角這片生物醫(yī)藥熱土上，飛槳螺旋槳正與創(chuàng)新藥企、醫(yī)藥技術(shù)提供商、科研機(jī)構(gòu)、生物科技公司等不同類型的行業(yè)生態(tài)伙伴展開深入合作，涉及 AI 制藥技術(shù)、AI 技術(shù)落地藥物研發(fā)管線、交叉學(xué)科人才培養(yǎng)等方面，全面賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

而百度文心大模型也形成了系統(tǒng)化的大模型技術(shù)體系，包括自然語言處理、視覺、跨模態(tài)、生物計(jì)算等大模型，最近火爆的知識(shí)增強(qiáng)大語言模型文心一言就是其中一員。文心一言將會(huì)通過百度智能云對(duì)外提供服務(wù)，幫助企業(yè)構(gòu)建自己的模型和應(yīng)用。

在科研領(lǐng)域，百度與浙江大學(xué)上海高等研究院合作，借助 AI 技術(shù)加速分子動(dòng)力學(xué)模擬和化合物的逆合成，打造完整的藥物研發(fā)從生成到合成的全鏈條工作。百度還和斯微生物開展關(guān)于 mRNA 疫苗序列設(shè)計(jì)算法 LinearDesign 的生物實(shí)驗(yàn)研究，充分驗(yàn)證了該算法的有效性與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值，該成果在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《 Nature 》正刊發(fā)表。在技術(shù)落地應(yīng)用方面，百度運(yùn)用在 AI 藥物研發(fā)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，幫助多家 Biotech 公司成功找到多個(gè)高活性的苗頭化合物，推進(jìn)癌癥及自身免疫性相關(guān)的疾病的藥物的研發(fā)。

未來，百度飛槳螺旋槳平臺(tái)與文心生物計(jì)算大模型，將繼續(xù)夯實(shí)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)智能化的基座，通過技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)，“深耕長(zhǎng)三角、服務(wù)全國(guó)、面向世界”，助推生物醫(yī)藥這項(xiàng)關(guān)系國(guó)計(jì)民生的朝陽產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。