编者按：2021年12月，Science 公布了该杂志评选出的2021年十大“年度突破（2021 Breakthrough of the Year）”，其中排名首位的是人工智能（AI）在生命科学领域的应用——“Protein structures for all: AI-powered predictions show proteins finding their shapes”。科学家基于AI根据氨基酸序列准确预测了大量蛋白质的三维（3D）结构，基于AI进行蛋白新药设计正逐渐成为业界热点。此前，我们盘点过AI在小分子药物领域及细胞基因疗法中的应用。本文作为系列之三，带大家一起了解人工智能技术在蛋白质药物开发过程中的应用，以及哪些采用AI进行蛋白质药物开发的公司获得了资本青睐。根据公开信息不完全统计，2021年全球范围内，将AI技术用于新药开发的事件共有81起，其中涉及蛋白质药物开发的融资事件共有23起，排名第二。
AI在蛋白质药物开发的应用主要通过将机器学习、深度学习、图像识别、认知计算等系列AI技术有机嵌入蛋白质2D/3D结构预测、蛋白质-蛋白质相互作用模拟。例如，Deep-Mind研发的AlphaFold工具能够成功预测蛋白质折叠方式，解决科学界最棘手的蛋白结构表征问题。AI不仅可以用于蛋白质结构预测，在2021年12月发表于Nature杂志上的研究发现AI可“想象”出新的蛋白结构，这项重磅研究震惊了学界！研究者不再给AI（trRosetta）提供蛋白结构的氨基酸序列进行预测，而是向它们提供一些随机的序列，并且会向其中引入一些突变，直到AI的神经网络确定能够将这些序列折叠成稳定的结构为止。这种“想象”出的非天然结构蛋白质有望为创新疗法的开发提供新的可能。据不完全统计，2021年获得融资的利用AI进行蛋白质药物开发的公司共有16家，获得高额融资的公司是凭借着怎样的优势获得了资本的青睐？下面我们带大家一起看看融资额排名前5的公司。1.Generate Biomedicine完成3.7亿美元B轮融资，研发抗体等创新疗法2021年11月18日，Generate Biomedicines（以下简称：Generate）宣布完成3.7亿美元的B轮股权融资。Generate成立于2018年，由Flagship Pioneering创立，是一家通过机器学习进行药物研发的生物技术公司。Generate基于其新型药物开发平台Generative Biology，可以研发包括抗体、多肽在内的多种类型的新药，聚焦于免疫肿瘤学、免疫学、炎症、疼痛和罕见疾病。此次融资收益将加速公司发展其新型药物开发平台，扩大组织规模并将多个项目推向新药临床试验（IND）申请。Generate的合成生物学平台揭示了蛋白质复合物的通用原理，可以预测所需靶点的新型结合点。公司正在研究所需靶标上的特定表位结合的抗体，从而使根据需要在计算机上生成有效的抗体成为现实。其平台还可以克服抗体发现的挑战，生成功能性和激动性抗体，以及针对整合膜蛋白、多蛋白复合物和其他传统上难以击中靶点的抗体。2.Absci登陆纳斯达克，加速发现新型生物治疗候选药物2021年7月21日，Absci宣布首次公开发行1250万股普通股，本次发行的总收益为2亿美元（不包括任何行使承销商购买额外股份的选择权）。Absci是一家以AI为动力的合成生物学公司，它解锁了蛋白质作为下一代疗法的潜力。该公司构建了Integrated Drug Creation平台，加速发现新型生物治疗候选药物和细胞系的生成，公司的Denovium Engin AI 模型可以生成潜在的任何感兴趣的蛋白质的最佳候选药物序列，揭示了超出自然界存在序列的解决方案。利用AI技术，从疾病组织样本或者大量RNA测序数据开始，公司构建人单克隆抗体（潜在药物）的序列，并使用抗体作为探针，确定相应的抗原，从而识别潜在的药物靶点。3.ImmuneID获1700万美元融资，开发肿瘤和传染病等领域新疗法2021年2月17日，ImmuneID宣布1700万美元的融资，本轮融资由Longwood Fund、Arch Venture Partners、Pitango HealthTech、In-Q-Tel和Xfund等领投。这笔资金将用于开发严重过敏、自身免疫、肿瘤和传染病等领域的治疗项目。ImmuneID是一家精准免疫学疗法开发公司，利用其AI开发平台识别和治疗数百万种引发免疫疾病的抗体交互作用。ImmuneID的科学顾问委员会包括联合创始人Stephen Elledge博士，联合创始人H. Benjamin Larman博士，联合创始人Tomasz Kula博士，哈佛大学Michael Mina博士。ImmuneID利用大规模并行、多路复用和无偏见的系统来开发针对自身免疫、严重过敏、肿瘤和传染病的新疗法。ImmuneID的平台是一个获得专利的并经过充分验证的系统，它利用下一代测序、机器人自动化和人工智能开发新疗法。其平台的全面且无偏的蛋白质组学分析可用于确定抗体与多肽库中的相互作用，可明确识别抗体靶标。Elledge实验室通过多年的深入研究和开发优化了该平台，并在Science和Cell等期刊上发表了多篇文章。4.科霸生物完成3000余万美元B轮融资，推动多特异性抗体和抗体偶联药物等产品管线研发2021年12月31日，科霸生物宣布于近日完成3000余万美元的B轮融资。本轮融资由弘晖资本和旋石资本共同领投，仙瞳、伯希等机构跟投。科霸生物由雅培（Abbott Laboratories）/艾伯维（AbbVie）资深创新药开发专家朱贵东博士创建，专注“还原人体免疫的原始特征”的生物药疗法。科霸集团专注于多特异性抗体和抗体偶联药物（ADC）两个领域的开发。科霸生物拥有大数据解析、AI深度挖掘、专家团队验证等完备的立项体系，科霸生物借助人工智能挖掘最优质新药靶点，利用一体化SAILINGTM多抗研发平台和四个前瞻性ADC技术平台开发潜在“first-in-class”和“best-in-class”生物药、引领特异抗体和ADC这两个当今主要前沿的竞争。5.星亢原完成数千万美元A轮及A+轮融资，推进人工智能创新药研发2021年7月8日，星亢原生物（neoX Biotech）宣布完成数千万美元的A+轮融资，距上一轮的融资不到半年时间，累计融资额近一亿美元。星亢原成立于2018年，是中国一家将人工智能（AI）与生物物理以及高通量实验相结合，进行生物大分子和多特异性分子创新药研发的生物高科技公司，目前在北京中关村生命科学园和上海张江均建有研发中心。通过深度表征蛋白质间相互作用（Protein-protein interaction, PPI），星亢原探索出了一套以计算设计驱动药物研发的模式，解决“不可成药”或难成药靶点。目前，星亢原已经将这一药物理性设计开发的方法论应用到纳米抗体（单域抗体）、融合蛋白、双特异性抗体、蛋白降解剂等前沿药物模式，在多条创新药研发管线取得了突破性的临床前进展，有望开发出潜在“first-in-class”或“best-in-class”药物产品。星亢原的“AI+生物物理+高通量实验”三位一体的前沿药物研发平台neoPlatform已经获得了产业的高度认可。总结而言，2021年应用AI进行蛋白质药物开发在学术界和应用领域都为日益重要的热点领域，我们期待该领域能有更多发展，加速新药研发进程，早日造福患者。免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。
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