機器學(xué)習(xí)在早期藥物開發(fā)中的作用是什么？

目前，該工具已在藥物設(shè)計而非發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域找到了自己的定位。當(dāng)然，這是技術(shù)的一個功能，但VevoTherapeutics公司的機器學(xué)習(xí)研究專家WillConnell認(rèn)為市場動態(tài)正在關(guān)鍵地塑造這一趨勢。

機器學(xué)習(xí)工具的成熟，加上生命科學(xué)領(lǐng)域的大量數(shù)據(jù)，為早期藥物開發(fā)行業(yè)注入了新的資源，并吸引了各種各樣的利益相關(guān)者。

近期，WillConnell一直在回顧該領(lǐng)域運營的早期公司的情況，其目標(biāo)是追蹤機器學(xué)習(xí)在藥物開發(fā)中的應(yīng)用軌跡，以了解它的發(fā)展軌跡和未來發(fā)展方向，具體而言：

機器學(xué)習(xí)在藥物流程中的應(yīng)用轉(zhuǎn)變？

市場動態(tài)如何，有哪些變量？

該領(lǐng)域投資重點是什么，資源給了誰？

誰首先從機器學(xué)習(xí)工具中受益最多？

從發(fā)現(xiàn)到設(shè)計的轉(zhuǎn)變

與任何經(jīng)歷技術(shù)顛覆的行業(yè)一樣，關(guān)于機器學(xué)習(xí)對藥物開發(fā)影響的最初假設(shè)是廣泛的和推測性的。這一開創(chuàng)性階段是由一種潛在的希望推動的，即機器學(xué)習(xí)可以徹底改變藥物發(fā)現(xiàn)——藥物開發(fā)的一個獨特子集。

在早期階段，機器學(xué)習(xí)有望改變科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，加速我們對疾病生物學(xué)的理解，從而產(chǎn)生新的藥物靶標(biāo)。發(fā)現(xiàn)研究的成果是一流的治療藥物，生物技術(shù)和制藥的主要資產(chǎn)。

但在過去的幾年里，WillConnell相信已經(jīng)從強調(diào)機器學(xué)習(xí)驅(qū)動的發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向機器學(xué)習(xí)驅(qū)動的設(shè)計。

最初，機器學(xué)習(xí)被視為科學(xué)發(fā)現(xiàn)的潛在顛覆者，有望揭示疾病生物學(xué)的新機制和見解。然而，該領(lǐng)域已經(jīng)經(jīng)歷了期望的重新調(diào)整，機器學(xué)習(xí)現(xiàn)在在面向設(shè)計的流程中找到了一個更狹窄但更適用的角色。

這代表著從“first-in-class”方法到“best-in-class”方法的轉(zhuǎn)變，其中機器學(xué)習(xí)有助于加速針對既定目標(biāo)和已知生物學(xué)的設(shè)計迭代。

當(dāng)然，大多數(shù)公司都處于發(fā)現(xiàn)/設(shè)計領(lǐng)域，作者認(rèn)為下方框架有助于簡化特定企業(yè)的優(yōu)勢和風(fēng)險狀況。

圖：藥物研發(fā)過程及每一環(huán)節(jié)的成功率

據(jù)不完全統(tǒng)計，在進入臨床研究階段后，90%的候選藥物會在I、II、III期臨床試驗和藥物上市審批階段中失敗。

不斷變化的市場動態(tài)

在私募市場中，團隊無法再依靠平臺的潛力生存。

首先，每個人都有一個平臺。

其次，資本現(xiàn)在正流向風(fēng)險更低的機器學(xué)習(xí)應(yīng)用，這些應(yīng)用具有明顯的優(yōu)化和快速的反饋周期。這是該技術(shù)在工程問題上的應(yīng)用，而不是科學(xué)問題。

這些變化反映了技術(shù)進步、投資者情緒和市場動態(tài)（包括圍繞生成人工智能的炒作）的更廣泛趨勢。

另一個變量是，兩個不同的投資者群體活躍在這個領(lǐng)域：傳統(tǒng)生物技術(shù)投資者對新技術(shù)將如何改變當(dāng)前流程感興趣，而科技生物投資者則對通過計算釋放不斷增長的數(shù)據(jù)集的潛力感興趣。

至關(guān)重要的是，這些投資者群體的不同觀點可以顯著影響早期團隊的融資策略，進而影響其方向。

平臺與管線

在對更切實成果和通向可銷售治療資產(chǎn)的明確路徑的需求的推動下，隨著前幾年證據(jù)的積累，投資策略也不斷發(fā)展，重點已從研究加速轉(zhuǎn)向管線推進，資源也相應(yīng)重新分配。

這種轉(zhuǎn)變給許多早期企業(yè)帶來了困境，因為他們必須在機器學(xué)習(xí)對平臺潛力的最初愿景與優(yōu)先考慮管線項目的必要性之間取得平衡，這是經(jīng)典的“平臺與管線”權(quán)衡。

因此，資源被分配給特定的項目，更注重臨床價值，而不是平臺的成熟度。

平臺投資者傾向于關(guān)注給定平臺技術(shù)的潛力，并可以根據(jù)可組合性和可擴展性對其進行評估。然而，他們分析臨床前數(shù)據(jù)的能力可能有限，或者根本不認(rèn)為它那么重要。

相比之下，管線投資者傾向于關(guān)注可用的化合物數(shù)據(jù)，并評估其作為開發(fā)候選藥物進行優(yōu)化并投入臨床的潛力。

對于資源有限的團隊（與大型制藥公司或生物技術(shù)公司相比）來說，這種方法是一場高風(fēng)險的賭博，因為為了追求不確定的結(jié)果而迅速消耗時間和金錢。

目前的應(yīng)用

目前，投資趨勢有利于機器學(xué)習(xí)驅(qū)動的企業(yè)，這些企業(yè)可以快速展示潛在的治療資產(chǎn)。基于結(jié)構(gòu)的生成模型特別符合這一要求。

然而，與傳統(tǒng)方法（例如，進化抗體精制和合理藥物化學(xué)）相比，迭代設(shè)計周期的持續(xù)時間和效率仍然存在問題。機器學(xué)習(xí)并不是曾經(jīng)設(shè)想的包羅萬象的解決方案，而是藥物開發(fā)過程中幾個特定階段的強大工具。

目前，作者認(rèn)為影響最大的步驟包括從候選物到先導(dǎo)化合物（hittolead）和先導(dǎo)化合物的優(yōu)化（leadoptimization）。值得注意的是，這些階段只是藥物開發(fā)的幾個方面，重要的是，它們并不是最大的資源瓶頸。

機器學(xué)習(xí)在發(fā)現(xiàn)方面的應(yīng)用仍然具有巨大的潛力，但仍處于早期階段。如果沒有非常精確的生物利基或疾病焦點（即強大的先驗），用機器學(xué)習(xí)引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)工作是有風(fēng)險的。

展望未來

人們普遍關(guān)注基于結(jié)構(gòu)的生成模型以加速治療資產(chǎn)的開發(fā)，這源于可行的技術(shù)利基和外部融資需求。

一個關(guān)鍵問題是，在設(shè)計階段，機器學(xué)習(xí)是否真的比傳統(tǒng)方法具有顯著的效率優(yōu)勢。

如果是這樣，這種轉(zhuǎn)變甚至可能為藥物設(shè)計公司新領(lǐng)域的出現(xiàn)鋪平道路。這些公司的特點是獨特的合作戰(zhàn)略和交易方法，擺脫了傳統(tǒng)上對少數(shù)發(fā)展項目及其轉(zhuǎn)化為資產(chǎn)的過度依賴。

展望未來，專注于特定生物學(xué)和補充見解/分析的企業(yè)很可能首先從機器學(xué)習(xí)工具中受益最多。

從長遠(yuǎn)來看，預(yù)計機器學(xué)習(xí)在發(fā)現(xiàn)研究中的作用將變得突出，盡管目前尚不清楚有多少私人資本愿意在短期內(nèi)進行這一賭注。目前，學(xué)術(shù)界似乎已準(zhǔn)備好帶頭沖鋒。

文章來源及作者：智藥局