AI制藥，9圖全解

       所謂AI（Artificial intelligence，人工智能）制藥，即以醫(yī)藥大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過運用機器學習、深度學習等AI技術(shù)替代大量實驗，對藥物結(jié)構(gòu)、功效等進行快速分析，以達到縮短試驗周期、節(jié)省成本、促進新藥發(fā)現(xiàn)、提升試驗成功率等目的。

       AI技術(shù)從1956年首次提出發(fā)展至今已有60余年，全球已有700多家AI制藥企業(yè)。

       我國目前已有AI初創(chuàng)制藥企業(yè)近80家，成立于2014年的晶泰科技和英矽智能都已完成D輪融資，成為國內(nèi)AI制藥領(lǐng)域的獨  角獸。

       AI浪潮下，國家也出臺相應(yīng)政策大力扶持，發(fā)改委于2022年發(fā)布了《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》鼓勵A(yù)I制藥發(fā)展。

       一、商業(yè)模式：3種

       在商業(yè)模式上，我國AI藥物研發(fā)企業(yè)主要分為AI SaaS、AI CRO、AI biotech三種模式，即出售軟件、服務(wù)和研發(fā)藥物，分別占了商業(yè)模式總數(shù)的25%、23%和8%。并多兼容上述三種模式中的2種或3種，兼容2種商業(yè)模式的最多，占31%，兼容≥3種模式的占13%。有較強藥物研發(fā)經(jīng)驗的團隊多以自研管線為主，而算法背景強的團隊則傾向于進行SaaS和研發(fā)服務(wù)。“自研+外部合作”已成為主流，以降低liscence in的風險。

       AI SaaS服務(wù)是指為客戶提供AI輔助藥物開發(fā)平臺，通過平臺為企業(yè)賦能，幫助企業(yè)加速研發(fā)流程，節(jié)省成本與時間。

       AI CRO是指初創(chuàng)公司通過人工智能的輔助，為客戶更好地交付先導(dǎo)化合物或者PCC，再由藥企進行后續(xù)的開發(fā)，或者合作推進藥物管線。

       AI biotech則以推進自研管線為主，較少進行外部合作。（詳見圖一）

       二、優(yōu)勢：提速

       AI技術(shù)對醫(yī)藥研發(fā)的最大促進作用之一就是提高研發(fā)速度。

       在2018～2020年、2020～2021.8月、2021.9～2021.10月、2021.11～2022.2月四個時段，分別對3個、5個、4個、6個藥物研發(fā)引用了AI技術(shù)，研發(fā)速度由2018～2020年間的每月0.08個提高到了2021.9～2021.10月期間的每月2個，研發(fā)速度提高了25倍。

       具體情況為，在2018～2020年間，Exscientia公司的慢性阻塞性肺疾病的候選藥物、Deep Genomics公司的DG12P1、我國英矽智能公司的DDR1受體抑制劑等3家AI制藥企業(yè)的3個研發(fā)項目都應(yīng)用了AI技術(shù)，其研發(fā)速度僅為每月0.08個。

       而在2021.9～2021.10月間，阿爾脈生物的ALM005、Healx公司的HLX-0201、Erasca公司的ERAS-007、LandosBiopharma公司的LBP-104（系統(tǒng)性紅斑狼瘡）等4個AI制藥企業(yè)的4個研發(fā)項目的研發(fā)速度提升到了每月2個。（詳見圖二）

       三、企業(yè)：全球

       1、分布：中國占3.5%

       到2022年底，全球已有700多家AI輔助藥物研發(fā)企業(yè)，其中，美國占了一半以上（54.4%）。

       其次是歐盟、英國和亞洲（不含中國、中東），分別占了16.8%、9.7%和7.5%。

       中國占了3.5%。（詳見圖三）

       2、訂單：英矽智能全球第四

       2022年，AI技術(shù)與生物醫(yī)藥的融合提速，AI技術(shù)對制藥領(lǐng)域的滲透已遍地開花。從AI制藥公司獲得的訂單金額可見一斑。

       2022年，獲得訂單金額最大的AI制藥企業(yè)是Exscientia和Evotec，分別與老牌跨國制藥集團賽諾菲和BMS簽訂了356億元和350億元的新藥開發(fā)合同。

       Generate Biomedicines位居第三，與安進簽訂了131億元的合同。

       我國AI初創(chuàng)企業(yè)英矽智能獲得的訂單金額首次躋身Top  10，高居第四，即英矽智能在去年11月與賽諾菲簽訂了總潛在價值高達82億元的新藥開發(fā)合同，這也是我國AI制藥領(lǐng)域迄今最大的一筆訂單，賽諾菲將利用英矽智能人工智能驅(qū)動的Pharma.AI藥物發(fā)現(xiàn)平臺，推進基于不超過6個創(chuàng)新靶點的候選藥物研發(fā)。

       全球AI制藥企業(yè)的Top10訂單被跨國制藥巨頭悉數(shù)包攬，其中，賽諾菲占了3席，除Exscientia、英矽智能外，還與Atomwise簽訂了69億元的合同，3單合計507億元，占了Top10訂單總額1219億元的42%。（詳見圖四）

       四、企業(yè)：中國

       1、區(qū)域：長三角居首

       至2022年底，我國已有AI制藥初創(chuàng)企業(yè)近80家。

       除武漢、成都兩市各有1家外，其余全部位于沿海城市。其中，長江三角洲最多，占了45%，渤海經(jīng)濟圈和大灣區(qū)平分秋色，各占1/4。

       就具體區(qū)域來看，北京、上海、深圳最多，分別有18家、15家和13家。蘇州、杭州、南京和廣州次之，分別有8家、6家、3家、3家。

       AI制藥企業(yè)總部之所以選擇這些區(qū)域落戶，與這些城市所擁有的高校/科研院所資源之多是分不開的，因我國AI制藥公司最大的創(chuàng)業(yè)背景是來自高校和研究院的成果轉(zhuǎn)化。在中國近80家AI制藥企業(yè)中，有高校/研究院背景的占了4成、資深藥化專家創(chuàng)業(yè)的占了25%、名校博士創(chuàng)業(yè)的占了1/5，三類合計占比超過8成。

       在研究所和高校背景中，尤以北大、清華、上海交大、中科院為創(chuàng)業(yè)前沿陣地，這些機構(gòu)已孵化轉(zhuǎn)化出了華深智藥（清華大學AIR孵化）、英飛智藥（北大前沿交叉學科研究院）、燧坤智能（清華大學）、天騖科技（上海交通大學背景）等公司。

       2021年，張江牽頭成立了“張江AI新藥研發(fā)聯(lián)盟”，至今已經(jīng)有20多家企業(yè)加入。（詳見圖五）

       2、領(lǐng)域：小分子最多

       從細分領(lǐng)域上看，最受AI初創(chuàng)制藥企業(yè)青睞的仍是小分子藥物研發(fā)，主要因小分子領(lǐng)域數(shù)據(jù)積累較多、市場相對成熟，在虛擬篩選、分子生成、ADMET預(yù)測、藥物重定向等環(huán)節(jié)已得到廣泛應(yīng)用。

       在近80家AI制藥企業(yè)中，有41家專注于小分子研發(fā)，占了AI初創(chuàng)制藥企業(yè)的一半以上。

       聚焦大分子和技術(shù)服務(wù)的的AI制藥企業(yè)各有11家。

       聚焦細胞療法和制藥工藝的AI制藥企業(yè)分別有3家和2家。（詳見圖六）

       3、創(chuàng)立時間：2018、2021雙高峰

       我國第一家AI初創(chuàng)制藥公司成立于10年前的2013年，至2020年，以平均每年8家的速度增長。

       其中，2018年和2021年各迎來了一波創(chuàng)業(yè)潮，分別有15家和24家AI初創(chuàng)制藥公司成立。

       2018年左右，海外AI制藥公司開始和傳統(tǒng)跨國藥企合作，激發(fā)了國內(nèi)的創(chuàng)業(yè)熱情。2020年前后，多家海外AI制藥公司IPO促進了資本大舉進入國內(nèi)AI制藥領(lǐng)域。同時也帶動了AI制藥企業(yè)訂單數(shù)量和融資金額的爆發(fā)式增長。

       2021年，我國AI制藥企業(yè)融資額高達62億元，較此前6年的融資總額46.7億元還高出31%。

       受投融資環(huán)境的影響，2022年僅有2家AI制藥公司創(chuàng)立。（詳見圖七）

       五、滲透研發(fā)

       1、FDA監(jiān)管

       凡涉及藥物研發(fā)都逃不過FDA的法眼，AI輔助藥物研發(fā)也不例外。

       為此，美國FDA于5月10日發(fā)布了長達31頁的題為《在藥物和生物制品開發(fā)中使用人工智能和機器學習》的討論文件，該文件指出，在過去幾年中，F(xiàn)DA發(fā)現(xiàn)使用AI（人工智能）/ML（機器學習）要素提交的藥物和生物制品申請數(shù)量顯著增加，由2016年僅1個增加到了2021年的132個。

       FDA已認識到AI在整個藥物開發(fā)生命周期（包括藥物發(fā)現(xiàn)、非臨床研究、臨床研究、上市后監(jiān)督、藥物制造）中的作用及其加速藥物開發(fā)的潛力，并在許多方面提供了示例，體現(xiàn)出一線監(jiān)管部門對于新技術(shù)的獨到見解。（詳見圖八）

       2、合作項目：英矽智能全國第 一

       2022年，我國AI制藥企業(yè)英矽智能不但訂單金額躋身全球第四（圖四），而且訂單數(shù)量高居全國第 一，與傳統(tǒng)制藥企業(yè)進行了23項合作。

       其次是位于深圳的晶泰科技，開展了16項合作。

       杭州劑泰醫(yī)藥和北京的望石智慧位居第3～4位，分別開展了5項和4項合作。

       上海宇道生物、北京星藥科技、北京星抗原生物和南京燧坤智能等4家AI制藥企業(yè)并列第五，都開展了3項合作。

       深圳的未知君生物和北京的深度智耀都各進行了1項合作。

       除英矽智能、冰州石生物之外，未知君、埃格林醫(yī)藥、紅云生物、藥物牧場等企業(yè)也擁有了臨床Ⅰ期管線資產(chǎn)。

       另外，2022年還有4家AI制藥企業(yè)獲IND批件，即勁風生物（2月）、宇耀生物（3月）、費米子（10月）、德睿智藥（12月）。（詳見圖九）

       AI制藥正在越來越多的參與到新藥研發(fā)中，AI制藥不但吸引了資本的介入、激發(fā)了傳統(tǒng)制藥企業(yè)的興趣，也引起了監(jiān)管部門的關(guān)注。

       AI技術(shù)正在促進新藥研發(fā)的速度和成功率不斷提高。