晶泰科技:AI+机器人驱动 攻克药物发现难关
晶泰科技是一家世界前沿的以人工智能(AI)和机器人驱动创新的科技公司,致力于实现生命科学和新材料领域的数字化和智能化革新。在第二十三届全国农药交流会期间,《世界农药》采访了晶泰科技高级副总裁胡大龙,下面一起来了解晶泰科技是如何让药物研发更智能、让生物创新触手可及的。

请您简单介绍一下晶泰科技的基本情况。
胡大龙副总裁:晶泰科技是一家以AI和自动化技术加速研发创新的高科技公司,公司成立于MIT校园,三位联合创始人都是在MIT读博后期间创立了这家公司。2015年晶泰落地到深圳,目前公司大概有1100人,总部位于深圳,在上海设有研发创新中心,在北京设有人工智能研究中心,美国波士顿是我们创业开始的地方,设有一个外部合作以及海外研发中心。公司运用AI技术,通过人工智能以及高精计算化学的算法,以更快的速度、更高的效率去探索更广阔的化学空间,去做分子式的设计、分子发现,利用最前沿的实验室自动化技术,通过我们的实验室工站,机器人化学家去做化学合成,这样在分子发现的过程中,我们能够加速设计、合成、分析、测试DMTA循环,这就是我们晶泰科技业务的最核心的部分。
为什么想到成立这样一个公司?
胡大龙副总裁:三位创始人本身都是做量子计算的,在MIT期间是化学系的博后,波士顿又是全球生物医药行业的高地,他们希望自己的专业在工业界有些应用,很自然地就切到了生物医药行业。
晶泰科技之前有在农化领域应用吗?
胡大龙副总裁:其实还没有太多,晶泰科技创立之初主要应用在人用药领域,不过人用药、兽药、农药有非常多相似的地方,都是去做分子发现、合成,合成出来的实体分子去测活,对测活的结果进行分析,然后对分子结构进行进一步的改构和优化,所以我们现在是把人用药的这套技术和平台应用到了农药领域,今年是我们第一次参加农药协会的会议,感到非常荣幸。
2014年到现在大概有8年,在人用药方面有哪些成果?
胡大龙副总裁:成果还是蛮多的,我们主要专注在药物发现Discovery阶段,到目前为止已经服务了全球超过400家制药企业,在全球前20的Big Pharma里有16家是我们的客户或者合作伙伴。有两个例子和大家分享下,第一个是在新冠期间辉瑞的Paxlovid这个药的晶形研究部分是放在我们晶泰科技做的,传统方法大概需要3-6个月,我们节约了一半时间,大概6周就完成了这个项目,通过计算去预测它的晶形结构,也就是加速了Paxlovid大概2-3个月的上市时间。另外在今年5月份,我们和美国的Lilly达成了一个比较大的合作,做一体化的药物发现,从靶点到临床候选化合物,合同的金额达到了2.5亿美元,这在AI药物发现人用药领域是全球最大的单笔项目。
农化领域你们是怎么来期望规划的?
胡大龙副总裁:其实和做人用药比较类似,因为它也是有靶点、有机制,根据相应的机制以及靶点蛋白结构,根据我们的计算平台虚拟地生成大量的化合物结构,再运用内部的算法平台,可以不做湿实验(所谓的湿实验是把它合成出来然后用生物IC去表征它)预测它的各种理化性质,包括和靶点之间的结合力也就是活性,成药性,比如溶解性、晶盐型等等,然后从几百万的分子里快速收敛到千百的水平。我们从一个非常大的化学空间快速地得到这些活性更好、成药性更高的分子,然后再去做真正的湿实验。我们探索的化学空间更大,但是效率会更高,相应的成本也会降低。
您估计之前10年的创制周期现在通过AI可以缩短大概多久?
胡大龙副总裁:切入到农药行业时间并不太长,在人用药里面大概十年中药物发现阶段大概是3-4年,利用AI技术我们现在觉得至少可以缩短1年到1年半。因为现在人用药领域里药物研发越来越难,我相信在农药行业也是一样,刚才我在会场听大家也在说,同质化程度非常高,希望能够做一些新的机制、新的靶点、新的化合物结构。其实AI在这里发挥的作用,不仅仅是提高速度,更重要的是提高成功率,传统的方法靠人的经验、湿实验,很多项目不一定能做得出来,但是用AI成功率是会大大提高的。
您提到在医药和Pfizer、Lilly这些大公司有合作,那农化的四大跨国公司,您有意向和他们合作吗?
胡大龙副总裁:已经开始了,我们和先正达等已经有非常深入的沟通和交流。
再给我们描述一下AI平台设计。
胡大龙副总裁:计算其实有两部分,一部分是AI,它是通过深度学习、机器学习、神经网络等等自动去演化的,能够根据靶点的蛋白结构,甚至可能有时候没有靶点蛋白结构,根据工具分子,大量地虚拟生成一些化合物结构,然后去筛选。另外一部分是高精度计算化学,其中一个特别厉害的技术叫自由能微扰,我们可以计算一个化合物结构和靶标蛋白之间的一个自由能,这个自由能通过一定的转化,实际上就变成了小分子化合物和靶标蛋白之间的结合力的问题。因为一个药,无论是人用药、兽用药还是农药,首先要和靶点能够结合得上,结合上以后它才能发挥作用,我们做分子发现时,第一步就是发现有活性的分子,能够和靶点结合上。在人用药行业,晶泰这两项技术在全球都是前列的。
农药的新药创制发展有很多年,你们对于前期是不是也要汇总,比如说深度学习?
胡大龙副总裁:那是当然的,其实AI有三部分组成,一部分是现在大家知道的算法,算法有两个基础,一个是算力,一个是数据,这是所谓的AI三要素。在三要素里,其实在云计算这个时代,算力已经不成问题了,只要有足够多的钱。我们都是用云计算,曾经一段时间是AWS在中国生物医药行业里面最大的用户。其实现在最大的瓶颈是数据,算法要不断地去迭代,不断地自我学习,最需要的就是数据,所以就像您刚才讲的,我们切到农药行业就要对过往的研究的成果,包括专利、文献、会议录、会议论文等等这些数据进行大量收集,然后供机器供AI去学习,去迭代我们的算法。
很前沿,也很震撼!公司未来发展规划是怎样的?
胡大龙副总裁:我们是从人用药起家,从小分子做到了抗体、多肽、Modility、ADC、Protect也都在做。另外在化学领域,我们向横向的行业去进行拓展,比如农药、兽药,此外新材料、新能源以及电池电解液等,其实都是做分子发现的过程,我们的技术在里面都是有比较好的应用空间的。