一文看懂AI制藥七大趨勢丨量子位智庫

量子位的朋友們 2022-07-13 10:30:04 來源：量子位

量子位智庫 發(fā)自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI

投入25.6億美元研發(fā)一款產(chǎn)品，成功率只有3.5%。

若想研發(fā)一款行業(yè)首創(chuàng)（first-in-class）產(chǎn)品，這一數(shù)值還要再下降到1.2%。

這是傳統(tǒng)制藥行業(yè)如今研發(fā)一款新藥的成本。

隨著AI技術(shù)不斷加速落地，AI+制藥似乎也成為了一個高分答案：融資火熱、創(chuàng)企眾多、臨床前藥物開始出現(xiàn)……

由NLP、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，深度生成模型等AI技術(shù)組成，AI制藥能夠通過數(shù)據(jù)交叉比對、加速篩選、從頭生成等方式，有效提升新藥研發(fā)效率，拓展藥物創(chuàng)新空間。

以候選化合物研發(fā)為例，在代表案例中，AI制藥能夠?qū)r間投入從數(shù)年縮短到半年左右，實(shí)現(xiàn)了超過50%的效率提升。相對于之前的CADD，AIDD能夠進(jìn)一步考慮復(fù)雜的生物學(xué)特性，具有獨(dú)特的創(chuàng)新作用。

但同時，落地成果有限、BT（生物）與IT（信息）融合先天困難、高質(zhì)量數(shù)據(jù)不足等質(zhì)疑，仍圍繞著這個行業(yè)。

2022年，AI制藥究竟如何改造新藥研發(fā)，又何時能夠進(jìn)入我們的生活？

AI制藥產(chǎn)業(yè)的真實(shí)現(xiàn)狀如何，是否已經(jīng)進(jìn)入了從1到10的擴(kuò)張階段？

未來AI制藥將何去何從，現(xiàn)階段玩家呈現(xiàn)一種怎樣的分布態(tài)勢？

為了解答市場對AI制藥的種種問題，量子位智庫廣泛分析調(diào)研了國內(nèi)外的AI制藥行業(yè)，在廣泛采訪從業(yè)者的基礎(chǔ)上，撰寫了《量子位AI制藥深度產(chǎn)業(yè)報告》。

以下是報告中的七條關(guān)鍵趨勢及詳細(xì)解讀：

1.AI制藥節(jié)點(diǎn)突破速率5年增長18倍，快速滲透新藥研發(fā)

目前，AI制藥已取得一系列突破性進(jìn)展，其成果正在快速滲透到傳統(tǒng)新藥研發(fā)流程中，并為整個行業(yè)所接受。

從代表案例來看，AI制藥取得的節(jié)點(diǎn)性突破，已從平均每月0.08個快速上升至每月1.5個。

僅2021年，公開的臨床階段產(chǎn)品已達(dá)11個，遠(yuǎn)超以往數(shù)年積累；突破重點(diǎn)也從過往的新靶點(diǎn)/候選化合物轉(zhuǎn)移到了IND-Enabling產(chǎn)品，側(cè)面證實(shí)AI制藥正在加速取得更多突破。

從對制藥行業(yè)的滲透來看，2021年全球的AI制藥管線已增長到160個，制藥管線的整體數(shù)量卻在持續(xù)下降。目前，在臨床前管線中，AI制藥管線數(shù)量已達(dá)到一半，占整體制藥管線的10%。

從藥廠合作態(tài)度來看，包括羅氏、諾華、輝瑞等全球TOP 10藥企在內(nèi)，傳統(tǒng)藥企與AI制藥企業(yè)的平均合作次數(shù)已達(dá)六次以上，甚至出現(xiàn)了MELLODDY、MLDPS等由傳統(tǒng)藥企主導(dǎo)的大型AI制藥聯(lián)盟。據(jù)晶泰科技透露，與其合作的藥廠數(shù)量已達(dá)到幾十家。

2.AI制藥核心價值將從“虛擬篩選”轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆讋?chuàng)化合物發(fā)現(xiàn)”

AI制藥，主要優(yōu)化的是新藥研發(fā)流程中的藥物發(fā)現(xiàn)和臨床前研究兩大環(huán)節(jié)。其中藥物發(fā)現(xiàn)的“候選化合物發(fā)現(xiàn)”部分，是當(dāng)前AI制藥創(chuàng)企布局最為密集的板塊。

在候選化合物發(fā)現(xiàn)中，虛擬篩選貫穿了全流程，AI會基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)和底層原理，對候選的分子性質(zhì)（如生物活性、結(jié)構(gòu)構(gòu)效、靶點(diǎn)親和力、ADMET等）進(jìn)行計算模擬，并通過打分篩選，得到相對理想的分子。

據(jù)量子位智庫預(yù)測，干濕結(jié)合的藥物研發(fā)新方式將成為重大趨勢，大幅減少傳統(tǒng)制藥模式下隨機(jī)或高通量篩選的投入。

但端到端化合物發(fā)現(xiàn)，才是業(yè)內(nèi)公認(rèn)AI制藥最大的價值所在，因?yàn)樗嬲w現(xiàn)出“think out of box”的核心技術(shù)。

對分子化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究后，AI制藥企業(yè)將通過生成對抗網(wǎng)絡(luò)GAN、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等AI技術(shù)直接設(shè)計藥物分子，減少甚至無需再從已有候選分子中進(jìn)行篩選。

通過數(shù)據(jù)驅(qū)動，AI不再受限于過往化合物設(shè)計中的編碼規(guī)則、構(gòu)建模塊庫等“既有經(jīng)驗(yàn)”，具備突破已有知識區(qū)間、設(shè)計全新分子骨架的能力。

3.AI制藥4年內(nèi)將迎來2輪爆發(fā)式增長

現(xiàn)階段，AI制藥正面臨落地檢驗(yàn)前的關(guān)鍵沉淀期，初創(chuàng)公司數(shù)量增長態(tài)勢逐漸穩(wěn)定，各自在訂單、客戶關(guān)系等方面形成門檻，并已有多家公司得到資本認(rèn)可。

同時，行業(yè)有望迎來下一輪、乃至第三輪爆發(fā)式的增長，具體取決于2023-2024年和2026年兩個時間節(jié)點(diǎn)：首先，AI藥物將首先接受“死亡之谷”臨床二期的考驗(yàn)；隨后，行業(yè)內(nèi)將出現(xiàn)首個成功上市的藥物。

據(jù)量子位智庫預(yù)測，鑒于目前絕大多數(shù)臨床階段管線處于臨床一期，2023-2024年將出現(xiàn)跨越“死亡之谷”的臨床管線，進(jìn)一步證明AI技術(shù)對新藥研發(fā)產(chǎn)業(yè)的顛覆性。

2026年，預(yù)估將會出現(xiàn)首個上市的AI驅(qū)動藥物，AI制藥行業(yè)的經(jīng)濟(jì)價值因此得到驗(yàn)證，政策、產(chǎn)業(yè)、消費(fèi)市場對于AI驅(qū)動藥物的態(tài)度及相關(guān)舉措也將清晰，行業(yè)逐漸定型。與此同時，現(xiàn)有的管線及后續(xù)發(fā)展較快的管線，將大批進(jìn)入臨床 ，AI制藥的技術(shù)價值將得到規(guī)?；?yàn)證。

基于此，我們將我國的AI制藥行業(yè)劃分為3個階段：2024年之前的驗(yàn)證成長期、2025-2027的批量驗(yàn)證期和2027年后的行業(yè)成熟期。具體描述及分析請參照完整報告。

4.2035年國內(nèi)市場總規(guī)模將增長至2040億元

據(jù)量子位預(yù)測，2025年AI制藥總市場規(guī)模將達(dá)到72億元，原因是短期內(nèi)，行業(yè)會保持一定增長率，但總體市場規(guī)模相對有限，且增長主要來源于合作管線帶來的首付款價值、以及極少數(shù)頭部管線的里程碑付款。

2035年，AI制藥市場規(guī)模將迎來大規(guī)模增長，主要有兩方面原因。一方面，自研管線可變現(xiàn)數(shù)量有所增加；另一方面，AI制藥技術(shù)能力將得到大規(guī)模證明，預(yù)計合作管線數(shù)量將大幅增加，軟件和節(jié)點(diǎn)式付款變現(xiàn)也將更為常見。

因此在2035年，自研管線市場規(guī)模有望達(dá)到680億人民幣，對外合作管線研發(fā)市場規(guī)模將達(dá)到1350億美元，疊加其他相關(guān)收入，總市場規(guī)模達(dá)到2040億人民幣。

5.AI制藥短期難以延展出獨(dú)特生態(tài)體系

目前，AI制藥產(chǎn)業(yè)鏈仍然長而復(fù)雜。

產(chǎn)業(yè)鏈上游以制藥數(shù)據(jù)為核心形成一定體系，大部分公司負(fù)責(zé)為AI制藥企業(yè)提供數(shù)據(jù)庫/數(shù)據(jù)聯(lián)盟、以及數(shù)據(jù)處理軟件等工具。在這些企業(yè)中，具備高通量數(shù)據(jù)生成能力的智能實(shí)驗(yàn)室，逐漸成為數(shù)據(jù)公司的核心競爭力。

產(chǎn)業(yè)鏈中游，傳統(tǒng)藥廠和互聯(lián)網(wǎng)公司值得關(guān)注。

傳統(tǒng)藥廠主要通過自建團(tuán)隊、對外投資、CRO及技術(shù)合作等方式進(jìn)入AI制藥賽道；互聯(lián)網(wǎng)公司多以對外投資、打造自有相關(guān)平臺、提供算力及計算框架服務(wù)的方式成為玩家之一。

產(chǎn)業(yè)鏈下游，又分為直接面對消費(fèi)者、傳統(tǒng)藥廠以及授權(quán)代理商三種方式。

整體來看，AI制藥強(qiáng)調(diào)企業(yè)與CRO（合同研究組織）之間的關(guān)系，類似“技術(shù)外包”的特殊角色。一方面，AI制藥公司可以成為CRO，但其本身發(fā)展也需要CRO在各個環(huán)節(jié)上予以配合，因此，與CRO的關(guān)系將對AI制藥公司的臨床項目及商業(yè)化進(jìn)程產(chǎn)生重大影響。

6.中外AI制藥企業(yè)差距正不斷縮短

據(jù)量子位智庫統(tǒng)計，國內(nèi)外創(chuàng)企在成立時間、融資輪次及上市進(jìn)度、具體業(yè)務(wù)分布、對外合作狀況上，均有明顯差異：

最為明顯的是上市進(jìn)度。目前，國外Schrodinger、Recusion、Relay Therapeutics、Lantern Pharma、Landos Biopharma和Exscientia均已完成IPO上市，國內(nèi)暫無上市公司。

此外，國內(nèi)外AI制藥企業(yè)在業(yè)務(wù)范圍、在研管線及數(shù)量進(jìn)度上也均有差異。

但在商業(yè)模式和具體業(yè)務(wù)上，國內(nèi)外的思路基本相同，都分為承接傳統(tǒng)藥廠項目的CRO模式、自研Pipeline的Biotech模式和對外提供技術(shù)平臺的軟件模式。

整體而言，國內(nèi)現(xiàn)階段仍以CRO模式為主，借此實(shí)現(xiàn)快速變現(xiàn)、驗(yàn)證迭代技術(shù)實(shí)力、打開市場的作用，同時通過自研管線的模式，打造自身長期優(yōu)勢。

7.自研數(shù)據(jù)能力成為AI制藥企業(yè)重要競爭壁壘

目前而言，AI制藥行業(yè)還處于獲取市場信任的階段。長此以往，將形成“突破案例—合作及融資—相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)—突破案例”的循環(huán)，行業(yè)馬太效應(yīng)也將逐漸顯現(xiàn)。

技術(shù)上，取得突破性成果數(shù)量越多的AI制藥企業(yè)，其算法將越受歡迎，而這一標(biāo)準(zhǔn)正逐漸成為業(yè)界共識，以此區(qū)分AI制藥企業(yè)的技術(shù)成熟度。

在AI制藥企業(yè)的技術(shù)、數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)三類競爭壁壘中，數(shù)據(jù)成為其中的關(guān)鍵要素，尤其是AI制藥企業(yè)自研數(shù)據(jù)的能力。

這是因?yàn)?，AI制藥所需的高價值數(shù)據(jù)更多的來源于智能實(shí)驗(yàn)室，傳統(tǒng)藥廠的數(shù)據(jù)壁壘相對有限。

下載完整版報告

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特別感謝：百圖生科、答魔數(shù)據(jù)、段宏亮教授（浙江工業(yè)大學(xué)）、黃晶教授（西湖大學(xué)）、劑泰醫(yī)藥、晶泰科技、望石智慧、星亢原、西湖云谷智藥、 英矽智能、星藥科技、億藥科技（按首字母排序）。