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杜雨对话德睿智药创始人牛张明 | AI制药为公众健康保驾护航

2023-08-28

QAQ对话

当AI浪潮席卷全球各行各业,生物制药行业将与AI技术碰撞出怎样的火花。

在全民健康建设的当下,每个人都不由深思:

AI 和生物制药如何结合?

AI制药能做什么?

随着AI技术持续突破,AI制药是否将改变我们的健康管理方式?

面对种种问题,科技创业加速器QAQ创始人与德睿智药创始人牛张明展开对话,尝试跳出专业领域的限制,为普通大众分享更本质、更普遍的的前沿科技洞察。

两位都是深耕科技创新前沿的从业者:

在AI浪潮重塑生物制药领域的当下,这一次对话无疑将振奋人心。以下是两位的核心观点摘录:

杜雨——

·兴趣和热爱才是驱动一个人成长的源动力。

·每个时代都有代性的医疗企业,可能大家采用的技术不同,但根本目的都是帮人类解决病痛。

·创新其实是在无穷的可能性中去找最优解。

牛张明——

·通过使用平台型的AI技术,系统性的提高创新药物研发的效率与成功率,解决真实世界里的需求和问题,是我和我的团队一直以来的愿景。

·不管是哪个领域,都是由底层基础科学的进步驱动着新一代产品的进化。

·在科技“大航海”时代,科学领域需要不断的探索和创新,这一切的驱动力是对整个世界的好奇心。

 

“让大家有更好的生活”

杜雨——

随着AI和各行各业的加速融合,AI制药也成为最近热门的话题之一,但对很多人来说,这仍旧是个相对陌生的领域,所以首先请您能简单介绍下现在做的事情,尤其是和普通人的生活有什么联系?

牛张明——

药物研发行业有一个著名的“双十定律”,即10年时间、10亿美元,才可能研发出一款新药。我们希望通过平台化、工程化的AI技术,打破“双十定律”,把更好的药物更快地送到患者手中,从而让大家有更好的生活质量;具体来说,通过我们的技术,可以把新药研发的早期成本和研发周期降低50%到70%,并且将新药研发早期成功率系统性的提高,无论药物的质量和价格,都有很大提高。

杜雨——

其实我很早就接触过AI制药的领域。我感受最深的一点是,现实中有很多罕见病的病人,但因为患者群体相对而言较小,对医药公司来说,研发对症的药物利润空间很小。但当AI参与制药环节后后,大幅降低了新药研制的成本,让一些罕见病的病人也能得到治疗,从您的观察来看,AI制药是否推动行业在罕见病药物研发方面的进展?

牛张明——

是的,罕见病药物的研发能够解决很多未满足的临床需求。但其实AI制药的应用不局限于罕见病,像是肿瘤的末线疗法、神经退行性疾病等存在未满足临床需求的领域,都急需更好的药物。

我们现在研发的具有降糖,减肥作用的口服GLP-1首体激动剂药物项目,在AI辅助下已经设计出了更好的药物,目前我们正在开展一期临床试验,预计下半年会进入二期临床试验阶段。

杜雨——

明白,但我想可能很多人都比较好奇,AI为什么能让制药的成本更低、效率更高呢?从原理上看,AI到底参与了制药的哪些环节?

牛张明——

从原理层面上看,AI制药其实利用了计算机的计算能力。举个例子,我们人类的围棋手得经过几十年的训练,才能积累足够的经验,而人工智能通过计算的方式对海量数据分析归纳,在相对较短的时间内拥有超越人类的计算,归纳和推理能力。

所以在制药方面,我们广泛收集了人类药物化学专家、生物学家等专业学者的知识,通过机器学习,用抽象化的方式重新定义问题,再去预测结果。像AlphaFold2通过氨基酸序列计算预测三维空间中的蛋白质结构,准确率能达到91%,被认为是一场生物学变革的起点。因为它在解析某些特定蛋白结构时的准确率已经接近现阶段全球最先进实验仪器,冷冻电镜的准确率。

整体来看,这是人工智能技术在生物制药领域的延伸应用。但生物制药的不同在于,这是一个交叉学科,化学、生物学的知识本身就很难,如何让AI专家理解这些专业知识,基于第一性原理通过机器学习驱动新药研发,成为我们最关注的内容。

杜雨——

你刚刚提到,目前市面上也有一些AI制药公司,跟他们相比我们的定位和优势有哪些?我们更多是深耕在糖尿病相关领域吗?

牛张明——

对,我们目前研制的第一款产品是在减肥以及二型糖尿病方面,做了一个非常有潜力的药物管线,在全球也是顶级水平,它还能针对其他多个适应症,例如脂肪肝、神经退行疾病以及慢性肾病等,海外大药企在同样靶点的药物在二期、三期临床中取得了很好的效果。

但我们公司并不是传统的生物医药公司,我们主要在做难成药的靶点研究,现在自研的管线和合作项目大概60%都是肿瘤类的药物,此外还有代谢类和免疫类的药物。

这些药物使用传统的技术很难研制出来,我们就尝试通过更大的计算平台降本增效,不仅要做出品质更好的药物,还要大大提高成功率,这是我们的愿景。

杜雨——

基于这样的定位,接下来我们是准备聚焦钻研某类特定的药物么?

牛张明——

我们更倾向从药物的技术类型上切入,比如难成药药物。从分子生物学的角度来区分,很多靶点蛋白的结构是很不稳定的,而我们在做不稳定蛋白结构上有很多经验,也有国际一线的解决方案,我们通过人工智能驱动和数据化的方式跟国内外头部企业强强联合,共同合作。

杜雨——

我理解你的意思了,作为一家AI制药公司,咱们最终面向市场的产品就是具体的药物,目前我们的药物研发进展如何?大概什么时候能应用到临床?

牛张明——

现在我们自主研发的AI设计药物已经在临床一期了,从2021年5月开始研发,到去年年底拿到美国两个适应症的批件,一共只用了19个月的时间。

杜雨——

那如果用传统的药物研制方法,一般需要多长时间?

牛张明——

传统的方式至少需要3至4年左右。

杜雨——

看来咱们在研制时间上有肉眼可见的突破。

牛张明——

是的,不光是实现了降本增效,药物质量也有了极大提升。今年下半年我们就会开始临床二期的实验,目前已经比较明确地证明了我们药物的潜力,在安全性上比国际前十药企的产品有数倍的提高。未来极有可能成为同类最优的药物,在AI的帮助下,我们能把真正的最优潜力的药物快速研发并推进到临床阶段。

 

跑出“错位竞争”加速度

杜雨——

我记得你是在英国读的博士,你学的是医学还是AI呢?

牛张明——

我正在英国伦敦的帝国理工学院(Imperial College London)学习AI+临床药物的交叉学科。最近也帮公司申请到了一个由新加坡主权基金及美国资助的全球最领先的抗衰老领域科研转换,总额数百万美金的项目(Funding),研究“AI+抗衰老”。

我研究生曾在瑞典的卡罗琳医学院(Karolinska Institute)最先进的科研中心(Centre for Molecular Medicine)的计算制药(Computational Medicine)课题组工作。之前有10年做欧美上市公司的研发+高管经验,从底层编程程序员(Programmer)一步步做到德国主板上市公司的CTO(首席技术官),最近五年多一直从事AI+生物制药相关工作。

杜雨——

从你的教育背景来看,你更像是从AI和计算机的方向跨界到生物制药领域,算是复合型人才。

因为我们有很多读者都是年轻的朋友,在面临专业选择和职业选择的时候也会困惑和迷茫,所以我很好奇的是,你当时作为一个计算机背景的学生,为什么选择去跨界做交叉方向?你创办这间公司的初衷是什么?

牛张明——

我当时主要考虑了两个方面,首先2010年我在瑞典的卡罗琳医学院就关注到生物制药存在很大痛点问题,我们以及合作的Broad Institute / 哈佛大学科研团队和做遗传医学的科学家想得到一个计算结果,需要把计算需求写邮件发给超级计算机群管理员,通过管理员调度分配计算资源,这一过程通常得花3-4天的时间才能得到结果,极大地制约了生产力,尽管当时也有算法可以计算出潜在的可能性,但算力的支持是远远不够的。

所以我当时的导师建议我重新设计和实现一套C++算法,并且重新在瑞典购置了一批计算机硬件,把原来需要四天时间的复杂交互过程变成一个四秒就能完成计算和反馈结果的在线系统,不仅有临床科研价值,也发现了一些极有潜力的分子。

杜雨——

从你的经历来看,其实你在学校念书时就已经关注到AI和生物制药领域结合的“新蓝海”?

牛张明——

是的。最早是在2010年瑞典上学(瑞典研究生第1年读书,第2年工作),美国交换的时候。我在卡罗琳医学院的研究生导师兴奋的跟我们说由于基因测序领域的重大突破和数据积累,可能人类离Precision Medicine(精准医疗)的实现越来越近了。当时欧美很多公司和尖端科研机构(比如卡罗琳医学院,美国的Broad Institute)在2010年就开始尝试用计算的方式(2013年机器学习开始流行)推荐合适的Precision Medicine(PM)治疗方案。而这个时髦的概念(PM)在2000年的时候也流行过。

可是之后在2017年初,我的一位亲人得了肿瘤,我回国照顾她。发现不同主治医生在选择药物和治疗方案时有不同的看法,依旧需要作为患者家属的我查询很多药物临床资料以及科研论文才能明白病情和治疗方案,并且最终需要患者家属自己选择治疗方案。

我发现又过了7年,所谓的Precision Medicine还是远远没有被实现,不管是在国内还是海外。非常惋惜,但它同时说明这个领域还有巨大的挑战与机遇。

杜雨——

明白,因为我也对话过很多创业者,发现每个人的人生故事都不太一样。你是先在自己科研上有了进展,又在实践中进一步验证这个方向的正确性。这就是你独一无二的一条道路,也算是你的人生使命,可能换一个人未必会做出这样的选择。

那我比较好奇的是,你现在的人生选择和你年少时的梦想有关吗?

牛张明——

说实话,我这代80后小时候可能多多少少都有个科学家的梦想。

杜雨——

其实你也算实现了你的儿时梦想,成为了一名数据科学家。

牛张明——

是的。在我小学、初中的时候,还有环游世界和踢足球的梦想。我一直也比较幸运,后来在瑞典工作的时候踢过瑞典半职业的足球联赛,在30岁之前也去过50多个国家了。

在我看来,关于人生的想法和目标都在慢慢寻找答案,包括这些年创办的创业公司,就像在养自己的一个孩子(笑),不管身处何处,最重要的做自己真正喜欢(passionate about)的事情。

杜雨——

我很认同你的说法,做公司就像养小孩,那在你看来,这个过程中最困难的时刻,或者说遇到的最大的挑战是什么?

牛张明——

其实我们从开始创业就一直在面对各种各样非常大的挑战,这些都是我们从未遇到的。比如我们当时在国外已经有了很稳定的情感和生活,思考了半年的时间才决定离开安稳的生活,回国从头开始创业。

我并不是拿到融资才回国的。所以在刚开始回国的时候,只有我和我之前德国公司的两位非常年轻的AI算法科学家。尽管大家满怀梦想和激情,但当时面对的更多是未知,在创业起步到拿到天使轮融资前这个阶段,我们一直是没有工资的。每天除了睡觉都在工作,经常睡在公司。我记得元旦和春节的时候我们还在办公室加班写算法,为了尽快完成合作的上市药企的CRO订单。那时候是我们创业最艰难的时期。

杜雨——

看来在你创业的过程中也有很多的至暗时刻,那我非常好奇的是,咱们现在在创业的第一阶段就取得了这么好的成绩,如果再往后五年,你觉得公司会有哪些变化?

牛张明——

首先从地理位置上看,我们希望公司的业务可以更加全球化。此外,我们会更加专注原创新药的研发,五年内会争取让自主研发的药物上市,未来转型成对一家大型的AI技术为核心的新一代生物制药公司。

在AI的平台业务方面,我们希望可以对标国际最一线的科研机构,把真正的原始创新从中国推广到全球,在过去这几年中我们一直在这个方向上努力并且取得了突破。今年初我们和一家美国的世界前10药企开展了AI技术合作,未来也希望一同将我们的AI技术完成进一步的更大规模商业化落地。

总的来说,我们一直希望通过AI 技术系统性地解决一些传统方式难以解决的问题。

杜雨——

现在放眼整个AI制药行业,其实大家都处于错位竞争的状态,我们有哪些比较明确的竞争对手吗?

牛张明——

在新药研发领域,大家确实是在错位竞争,比如说我们目前做的项目,主要竞争对手在美国,包括很多国际上最大的大型药企,所以在整个生物药方面,全球化的趋势非常明显,我们也试着用一些创新的技术实现弯道超车和颠覆。

杜雨——

长期来看,在这种错位竞争的格局下,以您的公司为代表的AI制药企业和这些百年药企会形成一个怎样的格局?

牛张明——

从我的视角来看,我希望能形成类似移动支付带来的颠覆性格局,通过使用平台型的技术,研制原始创新药物,把原创技术牢牢把握在自己手上,解决真实世界里的需求和问题,这也是我们一直以来的愿景。

杜雨——

听了你的介绍,我想到人类和疾病的抗争史本身也是医学技术手段的更新,从远古时期人们用巫医的方式治病,到出现西药,再到今天的大分子药物。

我有个脑洞,随着医学技术手段不断更新,未来AI研发出的可能是我们无法预测的更新奇的物质形态。但尽管每个时代都有代表性的企业,大家采用的技术不同,但根本目的都是一致的,都是帮人类解决病痛。

牛张明——

总结的特别好,其实咱们的中医就是另一条发展轨迹,用人体来进行实验不断试错;现在很多小分子药也都是偶然发现的,比如说青霉素、头孢,是在一/二战前后一些科学家偶然发现的。比如头孢是意大利科学家博兹发现撒丁岛河水周期性变得清澈,他去取了一些河水,才发现了其中的杀菌物质。

大概20世纪80到90年代出现了新一代计算辅助药物设计技术(CADD),包括计算机辅助药物设计、结构生物学等。所以最近10多年出现的基于人工智能(AI)技术进行药物设计(AIDD),这些成果都是站在巨人肩膀上取得的。

无论成功还是失败,都要在其中吸取经验教训,再结合技术的进步完成过去做不到的事情。所以我认为,不管是哪个领域,都是由底层基础科学的进步驱动着新一代技术和产品的进化。

 

兴趣和热爱是源动力

杜雨——

因为咱们是AI+制药交叉领域的公司,团队结构肯定和传统的制药公司有所区别。目前咱们的团队大概有多少人?团队成员的背景是什么样的?

牛张明——

这个问题非常专业,我们在组织架构和人员配置上,都在尝试着去重新定义生物医药的组织架构和研发流程。

我们公司现在总共有40多人,其中超半数是AI和计算机相关背景的员工;我是计算机+机器学习背景,在德国做过一家主板上市的AI医药公司公司,踩过比大部分人更多的坑。负责药物化学设计的是我们一位非常出色的联合创始人,他是北大药学院的博士,在头部的药企有10多年工作经验,他做过的三个药物已经获批上市了,目前还有十多个药物在临床阶段,在他的指导和反馈下,我们AI团队也在不断地学习成长,迭代与进化。生物学团队负责人是剑桥大学医学院副院长,英国两院院士,是一位顶级的生物学家。他和他的团队曾经发现过接近二十个生物机学疾病靶点以及信号通路。其他的团队成员大多来自国际国内一线大药企(阿斯利康,罗氏等)及国外(上市)AI制药公司(比如Exscientia, Iktos等)

杜雨——

明白,因为咱们的业务和模式都很有创新性,那咱们团队在招聘新员工的时候会更看重哪些品质?你如何判断这个人能跟公司共同成长?

牛张明——

我们现在主要通过三个维度考察,首先是在细分领域的专业度,不管是AI技术,还是系统研发,都需要有极度专业的背景。其次,我认为最重要的是不断学习进步和成长的精神,因为在领域需求做一些综合性的任务,无论专业背景如何(计算,生物学,化学),都需要不断学习,不断探索,扩充知识边际。最后我们必定要判断这是不是个靠谱的,和公司文化契合的人。

杜雨——

所以据你的观察,你们目前的团队文化是什么?

牛张明——

我们的文化可能跟谷歌,或者说像Netflix这种科技公司类似,非常推崇创新和跨领域合作,也十分开放。

因为我们是科学驱动的公司,不存在严格的上级传达指令,下级只负责执行,我们更希望大家共同讨论出一个好的想法。这是非常重要的一点,在做新药研发和AI技术的时候,我们都希望通过这样的公平和开放方式来鼓励原始创新和分享每个人的想法。

杜雨——

我之前看过一本书叫做《奈飞文化手册》,我觉得你们有很多相似之处。因为无论是做内容还是研发药物,都需要找到“爆点”,比如说你们要研发的是真正有价值的药。

牛张明——

没错,其实奈飞最近的商业模式和他们早期是完全不一样的,他们一直在探索新的机会。

杜雨——

我印象里,他们最开始好像是租碟片的?

牛张明——

是的,从租碟片到做电影,再到后面拿出100万美金做奖励举办了一场关于广告推荐的AI竞赛,这在我们计算机领域算是个里程碑事件。他们非常愿意拿出很多的钱鼓励最好的算法和真正天才的选手,但实际上奈飞大概两三年前的算法团队只有八九个人,这种小而精的团队可以最大程度发挥每个人的作用。把一件事做到极致并且极大的奖励作出贡献的天才合伙人 / 员工,这是我们非常推崇的。

杜雨——

刚刚听了你说的,让我想到最近读的另一本书,叫《为什么伟大不能被计划》,这是OpenAI两位科学家写的,书中认为创新其实没有既定目标,需要我们去探索不同的可能性,也许我们眼前确定的目标反而离真正的目标更远。

其实无论是新药研发,还是开发新的软件,创新其实都是在无穷的可能性中去找最优解。

牛张明——

没错。

杜雨——

你的经历也印证了,兴趣和热爱才是驱动一个人成长的源动力。

我们现在处在科技“大航海”时代,每一年或每几年都会有让大家意想不到的新技术出现,所以很多人也在选专业和求职的时候更加迷茫,对现在困惑的年轻人,你有哪些经验可以分享?

牛张明——

我觉得从长期看来,最好选择自己发自内心真正喜欢的事情,才抵抗现实的压力。

至少在创业这个领域,我们的压力很大,差不多每周要工作100-120小时,基本上除了睡觉都是在工作,而且整个的创业过程就像爬山,一山更比一山高,我们永远在面临新的更大的挑战,所以选择自己真正喜欢的事情非常重要。

杜雨——

所以你觉得什么样的人适合创业?

牛张明——

我觉得首先要热爱这个事业,这是一个重要前提,其次要真正愿意不断地学习进步,勇于探索,同时保持乐观的心态,即使是常常面对挫折和打击。

作为一名创业者,不管公司发展如何,每天都会遇到从未见过的新挑战,所以必须要不断学习提升。当然从另外一个角度看,这也是让人进步最快的一种方式。

杜雨——

我和你的感觉差不多,创业确实能让人飞速成长,但你刚才也提到,创业面临着非常大的压力,在日常生活里,你是如何释放压力的?

牛张明——

我喜欢看一些有意思的考古以及与天外文明相关的视频,假期的时候会去旅游或博物馆来感受不一样的文明,激发自己的灵感,重新思考生命真正的意义,我认为这是非常重要的自我驱动力。

杜雨——

因为我也聊了很多创始人,我发现和普通人相比,创始人和科学家更看重激情和兴趣,在这一点上科研其实跟创业挺像的。当你没有激情的时候,的确很难坚持下去,这也是我最近感受很深的一点。

最后是我见到每一个创始人都会问的问题,你觉得对你影响最大的一本书是什么?

牛张明——

这个问题非常有意思,对我来说是小时候读的一本启蒙书,《苏菲的世界》,这本书的内容其实在一步步引导你思考你是谁,你在地球上的目的是什么,引导读者产生好奇心,形成比较有趣的世界观,让他知道自己在这个世界上的意义和价值。所以我觉得不断的去做自己最感兴趣,最有趣的事情,比达到某一个目标更重要。

杜雨——

对,讲到这里,我还想再次推荐《为什么伟大不能被计划》这本书,有时候大家会因为目标感太强而走更多弯路,因为你在不同的文化环境中工作过,相信你的理解会更加深刻。

牛张明——

好的,我结束就去找一本看看(笑),我特别喜欢你刚才提到的,在科技“大航海”时代,科学领域需要不断的探索和创新,这一切的驱动力是对整个世界的好奇心。这也是我今天访谈最想表达的内容。

 

文章来源:未可知 x 知识