从算法开发到 2 期临床，详解全球首款 “AI 药物” 研发历程
数千种疾病面临无药可医的困境，但全球首款人工智能药物 INS018_055 的研发有望改变这一现状。近日发表于 Nature Biotechnology 的一项研究详细阐述了该药物的研发历程，包括 AI 算法开发和 2 期临床试验。英矽智能公司在新一代大语言模型和自有大语言模型的基础上开发了论文解读引擎，提供专业解答。研究突出了 AI 驱动的药物发现方法的优势，强调了生成式 AI 技术的巨大潜力。该研究为 AI 制药时代的到来提供了有力验证。
近日发表于Nature Biotechnology的一项研究，首次阐述全球首款人工智能（AI）药物 INS018_055 的研发历程，涵盖从 AI 算法开发到 2 期临床试验的全流程；
关于该项目的原始实验数据，可通过访问英矽智能的数据中心获取，包括 13 项临床前实验和 3 项临床试验的部分数据；
英矽智能在新一代大语言模型 ChatGPT-4 Turbo 和自有大语言模型（LLM）基础上开发了PaperGPT 论文解读引擎，通过语言对话功能提供与论文相关问题的专业解答。
现代医学发展至今，世界上仍有数千种疾病面临 “无药可医” 甚至 “无药可用” 的困境。而传统药物发现耗时漫长成本高昂，且伴随着极高的失败率，超过 90% 的候选药物在关键的临床验证阶段折戟。人工智能（AI）的出现为流程优化与效率提升带来了希望，但真正开启 AI 制药时代，还需要真实世界的有力验证，包括临床前实验验证和临床阶段验证。
近日，临床阶段生成式 AI 驱动的生物科技公司英矽智能发表于Nature Biotechnology上的一项研究提供了这一例证。
研究全面阐述了其首款由生成式 AI 发现和设计的潜在 “全球首创”（first-in-class）TNIK 抑制剂从人工智能算法开发到 2 期临床试验的研发历程，并首次披露了该候选药物在临床前实验和临床试验中的数据和表现。该研究突出了 AI 驱动的药物发现方法带来的降本增效优势，并强调了生成式 AI 技术在推动行业变革方面的巨大潜力。
英矽智能创始人兼首席执行官 Alex Zhavoronkov 博士表示，“我认为分享 INS018_055 的进展对药物发现领域具有重大意义。这不仅是英矽智能端到端药物发现平台 Pharma.AI 的概念验证，还开创了生成式 AI 加速发现创新药物的先例。
从这篇论文中，我们看到生成式 AI 简化早期药物发现的潜力，该解决方案的扩展应用有望解决行业面临的成本和效率挑战，高效提供创新疗法尽快惠及全球病患。”
作为新药研发的第一步，英矽智能选择以与衰老密切相关的纤维化作为研究重心，采用组织纤维化相关的组学和临床数据集，对 Pharma.AI 平台下属的靶点发现引擎 PandaOmics 进行训练。以此为基础，PandaOmics 平台通过深度特征合成、因果关系推断和全新通路重建等过程提名潜在靶点列表。
此后，PandaOmics 中的自然语言处理（NLP）模型通过分析了涵盖专利、出版物、研发基金、临床试验等文本数据的数百万个文本文件，进一步评估潜在靶点的新颖性以及与疾病的关联性，最终确定 TNIK 为最有潜力的抗纤维化靶点。值得注意的是，历史研究曾揭示 TNIK 与多种纤维化驱动生物通路的间接关联，但从未提出将其作为特发性肺纤维化（IPF）治疗靶点。
确定 TNIK 靶点后，英矽智能研发团队利用 Pharma.AI 下属的生成化学引擎 Chemistry42，根据基于结构的药物设计（SBDD）策略生成具有所需特性的创新分子结构，旨在得到安全、特异性、高效的 TNIK 抑制剂。
Chemistry42 结合了 40 多种生成化学算法和超过 500 个预训练的奖励模型，支持新颖化合物从头生成，能根据专家反馈进行虚拟筛选并优化生成结果。
经过多次迭代筛选，团队发现了 IC50 值达到纳摩尔级别的潜力苗头化合物，并在针对溶解度、ADME 安全性、毒性进行优化的同时保留其对 TNIK 的显著亲和力，最终获得了候选分子 INS018_055，共合成并测试了不到 80 个分子。
在随后的临床前研究中，INS018_055 在体内和体外试验中均显示出对 IPF 的显著疗效，并在多个细胞系和多个物种的药代动力学和安全性研究中显示出良好的结果。
此外，INS018_055 还表现出泛纤维化抑制功能，在另外两种动物模型中减轻了皮肤和肾脏纤维化。基于这些研究，INS018_055 于 2021 年 2 月被提名为临床前候选化合物。此时距离 TNIK 被 PandaOmics 提名为潜在 IPF 治疗靶点，仅仅过去了 18 个月。
在人体临床研究中，INS018_055 也交出了出色的答卷。2021 年 11 月，在获得 PCC 提名 9 个月后，INS018_055 在澳大利亚的首次人体微剂量试验中完成首批健康受试者给药。该项人体微剂量试验结果超出预期，展现了候选药物良好的药代动力学和安全性特征， 不仅完成了 AI 制药临床概念验证，还为后续临床试验奠定了基础。
在新西兰和中国进行的 I 期试验中，INS018_055 分别在 78 名和 48 名健康受试者中进行了测试，完成了单次剂量递增 （SAD）和多次剂量递增（MAD）队列研究。国际多中心 1 期临床试验得出了一致的结果，表明 INS018_055 具有良好的安全性、耐受性和药代动力学 (PK) 特征，支持后续 2 期临床试验开展。
英矽智能联合首席执行官兼首席科学官任峰博士表示，“结合人工智能方法与人类智能经验，我们成功提名了 INS018_055 这款具有全球首创潜力的新颖抗纤维化抑制剂，同时在早期药物发现过程中大幅降低了时间和成本投入。
基于积极的临床前和已有临床数据，我们期待 INS018_055 在 2 期临床研究中有良好的表现，为患者提供新的治疗选择，同时为 AI 制药行业带来更坚实的例证。”
截至文章发表，使用 INS018_055 治疗 IPF 的两项随机、双盲、安慰剂对照 2a 期临床试验正在中美两地同步开展中，旨在评估候选药物的安全性、耐受性、药代动力学特征，并评估其针对 IPF 患者肺功能的初步疗效。INS018_055 的持续进展有望为全球 500 万罹患这种致命疾病的患者带来希望。
英矽智能的药物发现流程由其经验证、可商业化的自研人工智能药物研发平台 Pharma.AI 驱动，该平台横跨生物、化学和临床医学领域，作为先进的生成式人工智能工具，为生物制药行业提供研发助力。
在 Pharma.AI 的支持下，英矽智能正在纤维化、肿瘤、免疫、老龄化相关疾病等多个领域为医疗保健带来突破。自 2021 年来，英矽智能已搭建涵盖 30 余条管线的多元化疗法组合，提名 18 款临床前候选化合物，并将其中 6 个领先项目推进到临床阶段。
本文来源：Insilico Medicine，原文标题：《从算法开发到 2 期临床，详解全球首款 “AI 药物” 研发历程》