AI × BIOLOGY · 访谈报道

未来所有药物,都将由 AI 设计

在 Bloomberg Tech 的采访中,Isomorphic Labs 总裁 Max Jaderberg 谈到公司的药物开发路径,以及推理模型、模拟模型与真实实验如何配合。

“我不希望这件事要等 20 年或 50 年才发生。”在伦敦举行的 Bloomberg Tech 采访中,Isomorphic Labs 总裁 Max Jaderberg 谈到了他对 AI 药物设计的预期。他希望加快这一进程,让新的治疗方案更早到达患者手中。

“未来所有药物都将由 AI 设计。对此,我毫不怀疑。”面对彭博记者 Shirin Ghaffary 关于行业竞争与压力的提问,他说,自己从公司成立之初就感到实现这一目标的压力,

因为疾病不会等待人们弄清楚如何使用 AI。
Isomorphic Labs 总裁 Max Jaderberg
Isomorphic Labs 总裁 Max Jaderberg(图源:Isomorphic Labs)
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ISOMORPHIC LABS

从通用 AI 转向药物研发

Jaderberg 的职业起点是工程、计算机视觉和 AI。他曾在牛津攻读博士,也有过相关领域的创业经历,后来将公司出售给 DeepMind,并加入团队。他在采访中回忆,那时研究者仍在努力证明,AI 能够做出对现实世界有用的事情。

在 DeepMind,他看到 AI 从围棋、星际争霸等游戏,逐渐走向蛋白质折叠。AlphaFold 的进展促使他将注意力转向人类健康。他回忆,到了 2020—2021 年,即使尚未达到通用人工智能,已有的技术也值得被主动用于药物发现。

AlphaFold 生物分子结构配图
AlphaFold 3 的生物分子结构示意,作为蛋白质结构研究的背景配图(图源:Isomorphic Labs 官网另行公布)
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用模型开发药物,收入来自哪里

谈到商业模式,Jaderberg 给出了明确的定位:“我们不出售模型的访问权限,也不出售 tokens 或 API 访问权限。”

公司开发这些模型,目的是将其用于药物研发,最终让患者用上药物。

第一条路径,是公司自行发起和承担药物项目。按照他的描述,团队提出新药想法、开展基础研究、利用模型设计分子,并通过专利保护知识产权。这些项目需要公司持续投入资金,随后通过临床试验积累关于药物的证据。

Isomorphic 药物设计引擎配图
Isomorphic 药物设计引擎的分子结构示意,作为研发平台背景配图(图源:Isomorphic Labs 官网另行公布)

自研项目的商业化,可以有多种后续安排。Jaderberg 解释,当证据足够充分时,公司可以考虑与其他企业合作、对外授权,也可能自行将药物商业化,最终向医疗体系提供产品。

第二条路径,是与诺华、礼来、强生等药企合作。这些伙伴可能带来围绕某个生物机制或治疗思路积累数十年的经验,Isomorphic 则利用自身技术推进分子研发。合作收入可以包括首付款、里程碑付款,以及药物商业化后的销售分成。

Isomorphic 与礼来及诺华的合作
Isomorphic 与礼来、诺华建立研发合作的公告配图(图源:Isomorphic Labs 官网另行公布)
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一套设计引擎,多个疾病方向

在 Jaderberg 的介绍中,公司希望将同一套设计引擎用于不同疾病、适应证和药物类型。他列举了小分子、抗体和多肽,并用口服药与注射药说明不同类型药物的使用形式。

公司的自研管线聚焦肿瘤、免疫和炎症。他解释,一个项目往往需要深入推进多年,因此团队必须积累相应的临床与生物学专业能力。将自研项目集中在这些领域,便于建立内部团队;其他疾病方向则可以通过合作拓展。

Isomorphic 与强生的合作
Isomorphic 与强生开展多靶点、多药物类型研究合作的公告配图(图源:Isomorphic Labs 官网另行公布)
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推理模型提出想法,模拟模型开展虚拟实验

面对越来越多 AI 企业进入科学研究,Jaderberg 将公司的技术工作分成两条相互配合的路线。其中一条是推理模型,用于整合数据、提出新的科学假设。这类模型可以帮助研究者形成大量新的研究想法。

接下来需要决定,哪些想法值得投入真实实验。他指出,研究团队能够用于合成分子、培养细胞和开展实验的时间有限。产生想法之后,还需要有办法选择和评估它们,安排现实中的研究工作。

分子搜索空间的可视化
公司另行公布的分子搜索空间可视化,用作计算设计的背景配图,并非此次采访展示的新结果(图源:Isomorphic Labs)

另一条路线,是他所说的“模拟模型”或“世界模型”。Jaderberg 以 AlphaFold 为例,解释这类模型如何近似描述物理世界,并帮助理解蛋白质折叠等过程。研究者可以利用它们,在计算机中开展虚拟实验。

在他的描述中,部分原本需要进入实验室的探索,可以先在计算机上进行。实际合成分子、培养细胞需要时间和资源;模拟模型则为研究者提供另一种检验想法的方式,帮助他们在投入真实实验前开展更多计算工作。

多个靶点的计算搜索演示
官网另行公布的多个靶点分子搜索演示封面帧,用作计算探索的背景配图(图源:Isomorphic Labs)

这两条路线在他看来具有互补性:一条帮助提出科学想法,另一条帮助在计算机中探索这些想法。

团队同时推进推理模型与模拟模型,希望让科学假设的形成和后续评估衔接起来。

Jaderberg 预期,更多计算探索能够提高后续真实实验、临床前研究和临床试验的成功概率。他希望团队在进入这些环节时,对分子如何发挥作用有更充分的理解。

单一靶点的计算搜索演示
官网另行公布的单一靶点分子搜索演示封面帧,展示计算探索,不代表临床验证(图源:Isomorphic Labs)
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研发进度,以及真实实验所需的时间

谈及公司的具体进度,Jaderberg 用棒球比赛的“第一局”形容 Isomorphic 所处的阶段。他说,公司正在深入推进多个药物项目的临床前开发,工作包括设计分子,以及在实验室中验证这些分子的作用。

他提到的验证环节包括细胞和动物模型。随着证据积累,项目才会向人体临床试验推进,进一步评估对患者的实际影响。在他此前描述的自研路径中,临床研究同样是药物开发和证据积累的一部分。

公司公开的实验测试曲线
官网另行公布的设计分子实验曲线及部分性质比较,属于实验室测试背景材料,并非人体临床结果(图源:Isomorphic Labs)

当主持人问到临床试验与监管所需的时间,Jaderberg 强调,患者安全是这些流程的重要出发点。他谈到,药物进入人体后可能出现毒性、副作用,或无法产生预期作用,因此需要在进入人体前充分研究,并以受控、谨慎的方式开展临床试验。

他也解释了,为什么生命科学中的进展需要与真实实验相结合。数学证明可以在计算机上检验;如果对细胞如何工作有一个新想法,研究者还需要在真实细胞中测试。访谈结束前,他说,

模拟模型的发展仍需与真实世界的实验和实验室工作相结合。