Google的野心：利用AI技術(shù)改寫制藥業(yè)

經(jīng)過多年經(jīng)營(yíng)，Google（包括其母公司Alphabet）已在醫(yī)療健康領(lǐng)域占據(jù)一席之地，業(yè)務(wù)涵蓋了小分子藥物發(fā)現(xiàn)、臨床前和臨床研究、人工智能驅(qū)動(dòng)的醫(yī)療保健、免疫療法和疫苗開發(fā)等多種方向。

而在制藥方向，Google在AI領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)使其具有發(fā)現(xiàn)候選藥物的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。通過打造自己的相關(guān)平臺(tái)、對(duì)外投資以及為藥企提供賦能服務(wù)，Google正在運(yùn)用自己的力量放大藥物研發(fā)的能力，擴(kuò)張其在全球制藥領(lǐng)域的版圖。

自有平臺(tái)

DeepMind

曾經(jīng)，根據(jù)氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)“不可能的任務(wù)”，但現(xiàn)在，以AlphaFold2為代表的人工智能系統(tǒng)在短短幾年內(nèi)徹底改寫了局面。

作為Google于 2014 年花費(fèi)4億美元收購的英國(guó)公司，DeepMind（如今是Google母公司Alphabet的子公司）是世界領(lǐng)先的人工智能實(shí)驗(yàn)室之一，旗下AlphaFold2近年來在蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)領(lǐng)域不斷取得驚人進(jìn)步。

2020年，AlphaFold2在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)大賽CASP 14中，對(duì)大部分蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)與真實(shí)結(jié)構(gòu)只差一個(gè)原子的寬度，達(dá)到了人類利用冷凍電鏡等復(fù)雜儀器觀察預(yù)測(cè)的水平。2021年，AlphaFold成功破解持續(xù)50年的蛋白質(zhì)折疊問題，被Science評(píng)為年度科學(xué)突破。

而在去年，DeepMind官方網(wǎng)站發(fā)布AlphaFold2最新進(jìn)展：通過與EMBL-EBI合作，AlphaFold2已經(jīng)確定了地球上幾乎所有已知生物體中大約2億種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并能夠預(yù)測(cè)出98.5%的人類蛋白結(jié)構(gòu).

對(duì)于這一進(jìn)展，Nature發(fā)布文章聲稱，從今天開始，確定幾乎任何科學(xué)已知蛋白質(zhì)的3D形狀將像在Google搜索中輸入一樣簡(jiǎn)單。

目前為止，已有千余篇論文引用了AlphaFold數(shù)據(jù)庫。在未來，AlphaFold將更多地與科學(xué)家合作，加速生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，AI預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)將不僅僅停留在結(jié)構(gòu)，而會(huì)進(jìn)一步迸發(fā)出更多顛覆性科學(xué)認(rèn)知與走進(jìn)人們生活的科學(xué)技術(shù)，人類逐漸進(jìn)入用AI探索生命終極奧秘的時(shí)代。

Isomorphic Labs

2021年11月，DeepMind的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Demis Hassabis宣布，Isomorphic Labs從DeepMind中分離出來，成為Alphabet子公司，專注于利用AI技術(shù)研發(fā)治療和預(yù)防疾病的新藥。

公司名稱“isomorphic”譯為“同構(gòu)”，反映了創(chuàng)始人的信念，即生物系統(tǒng)和信息科學(xué)原則上可以共享一些共同的底層結(jié)構(gòu)，數(shù)學(xué)家將這種情況描述為兩個(gè)系統(tǒng)之間的同構(gòu)映射。

該公司將以DeepMind進(jìn)行的研究為基礎(chǔ)，從頭開始重新構(gòu)想整個(gè)藥物發(fā)現(xiàn)過程，建模和理解生命的一些基本機(jī)制。

《金融時(shí)報(bào)》最新消息，Isomorphic Labs正通過挖角制藥人才并開設(shè)一個(gè)新辦公室來加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)，這家人工智能藥物研發(fā)初創(chuàng)公司距達(dá)成首筆商業(yè)交易更近一步。知情人士透露，Isomorphic目前正在與各大制藥公司談判，預(yù)計(jì)將在未來幾個(gè)月內(nèi)宣布一項(xiàng)交易。

Verily

2015年，Alphabet創(chuàng)立了Verily Life Sciences （前身為Google Life Sciences）。作為專注于使用數(shù)據(jù)通過分析工具、干預(yù)措施、研究等來改善醫(yī)療保健的平臺(tái)，Verily擁有強(qiáng)大的納米粒子研發(fā)計(jì)劃，包括一個(gè)可擴(kuò)展的平臺(tái)Project Baseline，用于合成、表征和高通量篩選具有可預(yù)測(cè)物理化學(xué)特性的粒子，目前諾華、賽諾菲和輝瑞等制藥企業(yè)正在使用該平臺(tái)用于藥物開發(fā)和精準(zhǔn)醫(yī)療等方向。

對(duì)外投資

除了上述動(dòng)作外，Google通過旗下風(fēng)險(xiǎn)投資部門Google Ventures （GV） 、Gradient Ventures及其私募股權(quán)部門 CapitalG投資了許多知名的藥物發(fā)現(xiàn)公司，進(jìn)一步增強(qiáng)其在制藥領(lǐng)域的滲透率。

數(shù)據(jù)顯示，生命科學(xué)已成為成為Google對(duì)外投資的重點(diǎn)領(lǐng)域。2019 年至 2021 年間，Alphabet 的風(fēng)險(xiǎn)投資部門 Google Ventures 和 Gradient Ventures 及其私募股權(quán)部門 CapitalG 在生命科學(xué)和醫(yī)療保健領(lǐng)域進(jìn)行了約 100 筆交易，占交易總數(shù)的四分之一。

而在生命科學(xué)領(lǐng)域的投資中，藥物研發(fā)公司成為Google偏愛項(xiàng)目。在GV在2021年51筆醫(yī)療健康領(lǐng)域投資中，對(duì)于藥物研發(fā)的投資就達(dá)到28筆，超過半數(shù)。在Deep Pharma Intelligence評(píng)選的全球AI制藥領(lǐng)域的50位主要投資機(jī)構(gòu)榜單中，GV連續(xù)多次排名前三。

晶泰科技

2018年1月，GV參與晶泰科技1500萬美元B輪融資。作為一家以智能化、自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)的藥物研發(fā)科技公司，晶泰科技為全球生物醫(yī)藥企業(yè)提供藥物發(fā)現(xiàn)一體化解決方案。

BenchSci

2019年6月，Gradient Ventures投資BenchSci，后者是是加拿大一家基于AI的藥物發(fā)現(xiàn)平臺(tái)。目前BenchSci 的專有技術(shù)已經(jīng)加速了全球 15 家排名前20的制藥公司和 4300多個(gè)領(lǐng)先研究中心的科學(xué)發(fā)展。

Fulcrum Therapeutics

2021年5月，將人工智能應(yīng)用于基因治療的Dyno Therapeutics在A輪融資中籌集了1億美元，GV參與該輪融資。Fulcrum Therapeutics專注于基因治療，通過改變疾病中的基因調(diào)控來開發(fā)新藥。

Seismic

2022年2月，Seismic宣布完成1.01億美元的A輪融資，GV參與。Seismic獨(dú)特的IMPACT技術(shù)平臺(tái)通過系統(tǒng)地整合機(jī)器學(xué)習(xí)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、蛋白質(zhì)工程和轉(zhuǎn)化免疫學(xué)，與傳統(tǒng)治療藥物發(fā)現(xiàn)相比，能以顯著提高的效率和規(guī)模，開發(fā)新型生物制品并優(yōu)化其特性。

DNAnexus

2022年3月，DNAnexus宣布完成一輪GV參與的2億美元的融資，以加快其技術(shù)的全球應(yīng)用，將復(fù)雜的多組學(xué)和臨床數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為切實(shí)的見解和個(gè)性化治療。DNAnexus主要側(cè)重下一代測(cè)序技術(shù)的信息分析，DNAnexus在48個(gè)國(guó)家擁有12000多名平臺(tái)用戶，十大制藥公司中的七家和十大診斷公司中的八家成為其客戶。該平臺(tái)現(xiàn)在存儲(chǔ)了超過65PB的數(shù)據(jù)，自2015年以來，這個(gè)數(shù)字每年增長(zhǎng)70%。

LifeMine

2022年3月，LifeMine Therapeutics宣布完成了1.75億美元的C輪融資，GV作為參投機(jī)構(gòu)之一。據(jù)悉，LifeMine的基因組藥物發(fā)現(xiàn)平臺(tái)Avatar-Rx無縫整合了高通量微生物學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)和人工智能、基因組工程和自動(dòng)化技術(shù)，在真菌生物中搜索具有預(yù)定目標(biāo)和生物功能的新型基因組編碼的小分子，然后利用合成生物學(xué)在幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)從其進(jìn)化來源中檢索這些小分子。

賦能服務(wù)

現(xiàn)代藥物研發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)已經(jīng)形成了一整套的計(jì)算解決方案，而計(jì)算的解決方案隨著應(yīng)用場(chǎng)景的深入，會(huì)出現(xiàn)海量復(fù)雜情況，對(duì)解決方案提出了更高要求。

憑借業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的人工智能、云計(jì)算服務(wù)等技術(shù)水平，Google近年來與多家藥企建立了合作關(guān)系，目標(biāo)是以更高的準(zhǔn)確性和速度解鎖新發(fā)現(xiàn)，從而更快地為患者提供藥物。

此前在接受采訪時(shí)，Google云醫(yī)療科技板塊的負(fù)責(zé)人Alissa Hsu Lynch便表達(dá)了利用數(shù)據(jù)和人工智能快速應(yīng)對(duì)新出現(xiàn)危機(jī)的愿景，包括且不限于從海量數(shù)據(jù)中挖掘洞察力、推進(jìn)生物科技創(chuàng)新以及運(yùn)用人工智能提高醫(yī)療服務(wù)的生產(chǎn)力和效率。

2019年，賽諾菲表示將與Google合作設(shè)立一個(gè)新的醫(yī)療創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，旨在通過利用新興數(shù)據(jù)技術(shù)的力量，從根本上改變未來藥物和醫(yī)療服務(wù)的提供方式。據(jù)了解，Google將把其人工智能和云計(jì)算能力引入與賽諾菲的新合作關(guān)系中，雙方將使用數(shù)據(jù)集來提高對(duì)關(guān)鍵疾病的理解。

2020年，全球領(lǐng)先的AI制藥公司Schr?dinger與Google Cloud達(dá)成為期3年的合作，利用超級(jí)計(jì)算機(jī)的能力來加速Schr?dinger的分子建模平臺(tái)。同年，ZebiAI宣布與Google Accelerated Science簽署一項(xiàng)多年服務(wù)和合作協(xié)議，專注于解鎖新的治療靶點(diǎn)和改變小分子藥物發(fā)現(xiàn)，將機(jī)器學(xué)習(xí)和DNA編碼庫技術(shù)結(jié)合到人工智能驅(qū)動(dòng)的藥物發(fā)現(xiàn)中。

2022年，專注于生物醫(yī)療的公司ROKIT Healthcare宣布使用Google Cloud上的3D生物打印和人工智能（AI）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)骨關(guān)節(jié)炎和糖尿病足（糖尿病足病變潰瘍）的治療創(chuàng)新。通過使用Google Cloud的集成人工智能平臺(tái)Vertex AI和無服務(wù)器多云數(shù)據(jù)倉庫BigQuery，ROKIT Healthcare可以更快地構(gòu)建、部署和擴(kuò)展機(jī)器學(xué)習(xí)模型。此外，Google Cloud的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案Cloud Armor也能進(jìn)一步加強(qiáng)了ROKIT Healthcare平臺(tái)的安全性。

2023年，拜耳公司和Google Cloud宣布合作推動(dòng)早期藥物發(fā)現(xiàn)。據(jù)悉，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助藥物發(fā)現(xiàn)的量子力學(xué)理論能夠以高精度對(duì)生物和化學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，有助于識(shí)別新的候選藥物。拜耳與Google Cloud的合作目標(biāo)是利用Google Cloud的TPU，加速和擴(kuò)展量子化學(xué)計(jì)算，并展示蛋白質(zhì)-配體相互作用的全量子力學(xué)建模。

近日，在GoogleCEO Sundar Pichai在致員工的信中表示Google將在全球裁員約1.2萬人，但在信中Pichai毫不掩飾其對(duì)AI的看好，認(rèn)為該領(lǐng)域?qū)⒂楷F(xiàn)大量機(jī)會(huì)，是Google需要繼續(xù)投資的關(guān)鍵領(lǐng)域。

而在1月18日，Google發(fā)表了一篇官方博客，由GoogleCEO Pichai、副總裁Jeff Dean、Isomorphic Labs CEO Demis Hassabis等人共同撰寫，文章認(rèn)為現(xiàn)在是AI技術(shù)激動(dòng)人心的時(shí)刻，AI作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性和變革性的技術(shù)，在幾乎所有領(lǐng)域都將能夠幫助、協(xié)助、賦能和啟發(fā)人類。

盡管AI在制藥領(lǐng)域能夠在多大程度上破解“反摩爾定律”還未可知，但作為國(guó)際科技巨頭，Google正在為這一方向的突破做出自己的貢獻(xiàn)。