人工智能無疑是全世界當(dāng)下最為熱門的科技話題之一,。隨著人們在大數(shù)據(jù),、云計(jì)算以及計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)等多個(gè)方面取得突破，人工智能應(yīng)用的范圍也越來越廣,。近年來,，計(jì)算藥物發(fā)現(xiàn) (computational drug discovery) 是人工智能世界中的一個(gè)新興領(lǐng)域。這一領(lǐng)域利用人工智能對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,，了解藥物性質(zhì),，從而加速藥物研發(fā)的進(jìn)程。今日,，我們?yōu)楦魑蛔x者送上相關(guān)專題,，分享這一正在變革行業(yè)的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)生的動(dòng)態(tài),。這篇文章中,，我們將讀到全世界9家利用人工智能進(jìn)行藥物研發(fā)的領(lǐng)先初創(chuàng)公司。

1. BenevolentAI,，倫敦,，英國

BenevolentAI是初創(chuàng)公司中的一只“獨(dú)角獸”，已經(jīng)融資超過1億美元,，是歐洲最大的AI初創(chuàng)公司,，在全世界排名前五。在科學(xué)研究飛速發(fā)展的今天,，每30秒就會(huì)有一篇生命科學(xué)論文發(fā)表,。除此以外，還有大量的專利,、臨床試驗(yàn)結(jié)果等海量信息散布在世界的各個(gè)地方,。對于藥物研發(fā)工作者來說，他們沒有時(shí)間和精力來關(guān)注所有的新信息,。BenevolentAI的技術(shù)平臺(tái)應(yīng)用人工智能技術(shù),，從這些散亂無章的海量信息中提取出能夠推動(dòng)藥物研發(fā)的知識(shí)，提出新的可以被驗(yàn)證的假說,，從而加速藥物研發(fā)的過程,。自從2013年創(chuàng)建以來,，該公司已經(jīng)開發(fā)出24個(gè)候選藥物，有的已經(jīng)進(jìn)入臨床IIb期試驗(yàn),。

2. Numerate,， 圣布魯諾 (San Bruno)，加利福尼亞州

Numerate公司成立于2007年,，該公司的創(chuàng)新藥物設(shè)計(jì)平臺(tái)運(yùn)用基于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來模擬小分子化合物的藥物特性,，比如靶點(diǎn)結(jié)合能力和特異性，藥物動(dòng)力學(xué)和藥物代謝特性,，以及毒副作用,。這一平臺(tái)通常的藥物篩選流程會(huì)依據(jù)特定的藥物活性、特異性和ADME模型,，從包含一兆個(gè)模擬化合物的化合物庫中選出2500萬個(gè)化合物進(jìn)行模擬測試,。這個(gè)過程只需要一周就可以完成，每個(gè)模擬化合物的測試成本為0.01美分,?；瘜W(xué)家會(huì)對測試結(jié)果進(jìn)行分析，挑選出最有希望的模擬化合物進(jìn)行合成和實(shí)驗(yàn),。實(shí)驗(yàn)結(jié)果被用于修正和改良模擬的準(zhǔn)確性,，隨著這個(gè)過程的不斷循環(huán)，模擬系統(tǒng)給出的候選化合物將越來越有針對性,。目前該公司的藥物研發(fā)管道包含治療代謝疾病,，心血管疾病和阿茲海默病的候選藥物。

3. Recursion Pharmaceuticals,， 鹽湖城 (Salt Lake City),，猶他州

Recursion公司成立于2013年，它有一個(gè)雄大的目標(biāo)：在十年內(nèi)找到100種疾病的治療方法,。這家公司的核心技術(shù)在于運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來處理細(xì)胞圖像,，并且通過分析1000多種細(xì)胞特征來評(píng)估疾病細(xì)胞在給藥后的效果。使用先進(jìn)的成像技術(shù)和人工智能技術(shù),，這一平臺(tái)可以進(jìn)行高通量的細(xì)胞模型實(shí)驗(yàn),，在上百種疾病的細(xì)胞模型中進(jìn)行上千種候選藥物的檢測。Recursion公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了15種治療罕見病的候選藥物,，其中治療腦海綿狀血管畸形 (cerebral cavernous malformation) 的候選藥物即將進(jìn)入臨床試驗(yàn),。

4. Insilico Medicine， 巴爾的摩 (Baltimore),， 馬里蘭州

Insilico Medicine公司成立于2014年,，宗旨是延長人類的健康壽命。為此，該公司收集了大量不同年齡的健康和患病人群的多類組學(xué)數(shù)據(jù)(multi-omics data),，并且利用機(jī)器學(xué)習(xí)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,，從中找出與衰老和疾病有關(guān)的生物標(biāo)記物，并且根據(jù)這些數(shù)據(jù)尋找上市藥物的新功能,，發(fā)現(xiàn)新的抗衰老藥物,。該公司的另一項(xiàng)業(yè)務(wù)是與研究所和制藥公司合作，利用自身對深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)器學(xué)習(xí)的專長,，幫助它們進(jìn)行藥物研發(fā),、發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)記物和開發(fā)研究衰老的新工具。該公司與世界上150多個(gè)機(jī)構(gòu)建立了合作關(guān)系,。

5. Atomwise,，舊金山 (San Francisco)，加利福尼亞州

Atomwise公司成立于2012年,，核心技術(shù)平臺(tái)稱為AtomNet——一種深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (deep convolutional neural network),。通過自主分析大量的藥物靶點(diǎn)和小分子藥物的結(jié)構(gòu)特征，AtomNet可以學(xué)習(xí)小分子藥物與靶點(diǎn)之間相互作用規(guī)律,，并且根據(jù)學(xué)習(xí)到的規(guī)律預(yù)測小分子化合物的生物活性,，從而加快藥物研發(fā)進(jìn)程。Atomwise與IBM的Watson超級(jí)計(jì)算機(jī)合作在短時(shí)間完成用普通便攜式電腦需要一萬年才能完成的計(jì)算量,。公司成立以來,，已經(jīng)與斯坦福大學(xué)(Stanford University)、Scripps研究所(The Scripps Research Institute) 等著名科研機(jī)構(gòu)合作開展了27個(gè)藥物研發(fā)項(xiàng)目,，與默沙東 (Merck) 也有藥物研發(fā)合作項(xiàng)目,。

6. NuMedii， 門洛帕克 (Menlo Park),， 加利福尼亞州

NuMedii成立于2008年,，該公司的創(chuàng)新大數(shù)據(jù)科技來自斯坦福大學(xué)Atul Butte教授實(shí)驗(yàn)室，擁有上億個(gè)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化注釋的生物學(xué),、藥理學(xué)和臨床數(shù)據(jù)。通過運(yùn)用AI對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,，NuMedii可以發(fā)現(xiàn)候選藥物和預(yù)測治療效果的生物標(biāo)記物,。NuMedii最初利用這一大數(shù)據(jù)科技來發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有藥物的新適應(yīng)癥。未來該公司計(jì)劃運(yùn)用同樣的策略發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新藥物,。

7. Verge Genomics,， 舊金山，加利福尼亞州

Verge Genomics的創(chuàng)始人Alice Zhang博士和Jason Chen博士在創(chuàng)立公司時(shí)還沒有獲得博士學(xué)位,，不過這并不妨礙他們從投資者手中募集到400萬美元種子基金成立這一家利用基因組學(xué)數(shù)據(jù)開發(fā)治療神經(jīng)退行性疾病藥物的初創(chuàng)公司,。阿茲海默病(Alzheimer’s Disease)，帕金森病(Parkinson’s Disease)和肌萎縮性側(cè)索硬化(amyotrophic lateral sclerosis) 等神經(jīng)退行性疾病的成因往往非常復(fù)雜,，是由于多個(gè)基因的相互作用造成的,。過去靶向單一基因的藥物開發(fā)在治療這類疾病方面效果不佳,。該公司的藥物研發(fā)理念是利用與谷歌 (Google) 搜索引擎類似的計(jì)算方法，找出與神經(jīng)退行性疾病相關(guān)的上百種基因,，并且試圖找出能夠同時(shí)靶向所有基因靶點(diǎn)的藥物,。

8. TwoXAR， 帕洛阿爾托 (Palo Alto),， 加利福尼亞州

TwoXAR公司成立于2014年,。該公司的藥物研發(fā)平臺(tái)匯集大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和AI技術(shù),，能夠綜合利用基因表達(dá),、蛋白相互作用、化學(xué)結(jié)構(gòu),、臨床數(shù)據(jù)等多方面信息,，在6個(gè)月內(nèi)找出有希望的候選藥物。該公司與斯坦福大學(xué),、芝加哥大學(xué)等多個(gè)研究機(jī)構(gòu)有合作關(guān)系,。

9. Berg Health， 弗雷明翰(Framingham),， 馬薩諸塞州

Berg Health公司成立于2006年,。該公司的Interrogative Biology技術(shù)平臺(tái)對從患者樣本進(jìn)行高通量質(zhì)譜分析，獲得患者的基因組,、蛋白組,、代謝組以及線粒體功能等多方面信息。這一過程可以從一個(gè)患者樣本中獲得上兆個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),。這些數(shù)據(jù)與患者的臨床信息相結(jié)合,，通過AI分析，詳細(xì)描繪出患者體內(nèi)生物系統(tǒng)個(gè)體化狀態(tài),。根據(jù)這些信息,，研究人員可以進(jìn)一步發(fā)掘與疾病相關(guān)的生物標(biāo)記物，檢測手段和治療方法,。