如何塑造数字时代里的“药神”?

差不多三年前,曾经有“好事者”在杭州,组织了一届“西湖论剑”的高峰论坛,让来自牛津大学、剑桥大学、浙江大学及中国科学技术大学等国际国内顶级院校的学者们,就“生物医学未来”和“量子科技时代”等话题,展开了一场意义深远的探讨。

是不是很超前?其实,这两门学科之间的“互通”,早就已经不是新鲜事了,而对此的思考更是可以追溯到很久以前。当条件逐渐成熟之后,先知先觉的人们开始行动起来……

2014年的麻省理工校园里,一群量子物理学家和药学家成立了一家以计算驱动创新的药物研发公司,后来团队将项目总部搬至中国,这就是本文涉及的晶泰科技。

晶泰科技相信,通过高精度的算法,他们可以结合云计算、人工智能等技术,准确预测药物分子中的关键性质,为全球药企提供智能化的药物研发服务,提升他们在药物研发过程中的效率和成功率,从而降低研发成本,为患者带来更多优质和高效的药物。

如何塑造数字时代里的“药神”?

新冠病毒S蛋白与人类受体的结合模型

在本次针对新冠病毒的研发中,晶泰科技也做了相当多的工作。早在1月20日,晶泰科技就成立了专门的研究小组,通过公开的病毒基因序列,开始对之进行建模,分析其关键的靶点结构——它们很有可能在药物设计中,起到抑制病毒的决定性作用。

晶泰科技CTO刘阳介绍,由于对计算的极致诉求,起步之初的晶泰科技曾经考虑过超算,但是效果却不尽如人意,最终经过审慎的考量和验证之后,晶泰科技将所有的业务搬迁到AWS等云平台。

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“我们对云计算的根本诉求就是海量的算力,以及极致的弹性。”刘阳表示,以本次新冠病毒的基因序列分析为例,晶泰科技可能需要在30分钟内开启高达数十万的CPU集群进行计算。

此外,药企的核心资产就是知识产权,因此晶泰科技也在AWS上使用了CloudTrail、GuardDuty等安全产品,构筑起经过了ISO 27001权威认证的安全管理体系。

由于当前的客户主要以海外为主,因此使用AWS为晶泰科技带来了极大的便利。通过AWS强大、星罗棋布的基础设施,晶泰科技搭建了自己的ID4(Intelligent Digital Drug Discovery and Development)智能药物研发平台,从而可以最大限度地缩减与客户的物理距离,为他们提供“贴身”服务。

最近几年来,在原先的产品基础之上,AWS与时俱进地推出了更多的服务,使得客户更加便利和高效地将尖端技术,用于企业的日常业务当中。譬如Amazon SageMaker,作为一项完全托管的服务,它可以帮助开发人员和数据科学家快速构建、训练和部署机器学习 (ML) 模型,帮助企业尽享人工智能红利。

据悉,晶泰科技也采用了Amazon SageMaker,方便地对自有的模型进行反复迭代,效率提升的同时,成本也得到了有效控制。与此同时,一系列围绕着数据湖的AWS服务,也是晶泰科技当前业务应用的核心之一。

晶泰科技首席科学家张佩宇博士指出,药物研发的本质,就是研究药物和体内各种各样生物分子的相互作用,量子力学的作用是可以将计算做得更加精准,从而对化合物的关键物理化学性质、与人体内靶点的作用力探索得更加完全,这也是药物研发的根本。

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在这个过程中,人工智能正在发挥愈发重要的作用,张博士表示。譬如在晶型预测的时候,一个项目可能同时产生上亿个晶体结构,做药物设计、药物发现的时候,同时会产生百万乃至千万量级的分子结构。通过量子力学与人工智能的整合及应用,这些结构的评估会更加高效,对于药物研发企业而言,价值万金。

据悉,晶泰科技现在与全球40多家药企合作,其中不乏辉瑞、罗氏等世界顶级企业。晶泰科技并不是第三方研发机构,而更像是服务合作机构:在这些企业药物研发的某些环节,通过自身的创新技术,帮助药企进行预测评估和实验的筛选。

张博士相信,人工智能将会为药企的变革,起到决定性的推动作用。据他介绍,以前一个药物从靶点发现到项目上市,通常需要长达十几年的周期,以及多达数十亿美元的投入——在这些方面,人工智能拥有巨大的发挥空间。

“在不确定中,找寻确定的未来。”某种程度上,这也是药企研发的核心指向。在这个关乎人类健康与福祉的重要领域,晶泰科技将继续加强与AWS的合作,为全球药企提供最佳的研发服务支持。

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