药物研发领域有一个著名的“双十定律”，即研发一款原创新药需要逾10年时间、花费10亿美元，其创新回报率只有约1%。
数字技术有望打破这一“定律”。深圳晶泰科技有限公司整合AI、量子物理、智能制造、机器人等前沿技术，首创“智能计算+自动化实验+专家经验”药物研发新模式，对新药研发关键环节进行颠覆性改造，帮助药企突破行业“藩篱”。
河套深港科技创新合作区。晶泰科技的自动化实验室里，机械臂不停运行，机器人小车在100多个自动化工站之间穿梭。这个“关灯实验室”大幅提高了药物研发效率与成功率，降低了研发成本，为全球众多药企架起了一座采摘高处果实的“天梯”，已成功为美国、欧洲、亚洲等地逾200家先锋药企和科研机构提供药物研发服务，加速上百款药物研发与上市，赋能全球新药源头创新。
AI赋能缩短新药研发周期
药物研发是一门试验科学。科研人员从无数个分子中挑出一个能解决某种疾病的分子，仿佛是大海捞针。
传统药物研发以实验试错探索为主，效率低、成本高，存在较大不确定性，失败率很高。从简单的阿司匹林到近几年越来越复杂的化合物分子，业内人士形容新药研发——“低悬的果实都被摘完了，采摘高处的果实变得越来越难”。加上制药成本高涨、同质化竞争严重，“反摩尔定律”成为横亘在药企面前一座难以逾越的大山。数据显示，尽管制药公司几十年来不断增加投入，但投资10亿美元得到的上市新药数目，每9年就减少一半。
研发周期长、成本高、成功率低，怎么办？全球的制药企业和研发机构都在思考。
2015年，晶泰科技的创始人们看中深圳产业、人才等优势，落户深圳河畔，聚焦药物研究中可以通过大量计算模拟提高研究效率的关键步骤和难点问题，并逐步构建了从靶点发现后到临床前研究的一站式AI药物发现平台。利用量子物理、人工智能、云端超算、机器人实验等技术，晶泰科技在全球范围率先建立了“智能计算+机器人自动化实验+专家经验”三位一体的研发模式，为AI算法的“超级大脑”匹配规模化的机器人“超级双手”，节省高达90%的实验需求，从而通过预测与实验紧密结合，实现源头创新，挑战药物研发瓶颈及成功率低下等问题。
“AI可加快药物研发中的关键步骤，如靶点发现、化合物设计与生成、临床试验设计与结果预测等，从而缩短研发周期，降低研发成本，提高成功率。”晶泰科技首席科学官张佩宇形容，AI之于药物研发，就好比是给一棵耸入云端的果树架起一座“天梯”，助力人们看到并采摘到曾经无法触及的甜美果实。在AI技术赋能下，药物研发正逐步实现智能化、数字化的全面升级。
一家国际知名药企针对一种尚无治疗药物的衰老疾病的靶点进行新药研发，利用传统的经典研发模式，筛选了近1万个分子，工作量巨大。花费了巨额成本及时间代价，仍然没有找到候选化合物。这家药企意识到，常规方法很难找到这个高难度的靶点。经多方调研，该药企找到了晶泰科技，希望利用其AI与智能计算技术推进新药研发，设计出理想的候选药物。
这是一个全新的靶点，相关研究与数据都是一片空白。晶泰科技的研发人员利用自身的算法平台优势，从靶点的结合模式开始从头建模，优选了几个比较好的结合模式。然后，用高精度算法找到一个可能存在较好活性的分子。
“最初，研发团队对这个从无到有的模型与这个看起来跳脱常理的分子结构没有绝对的信心，国外客户也持怀疑态度。然而，从实验室合成出来的一个分子，达到100纳摩尔活性，验证了我们的模型与算法的可靠性，给客户吃了定心丸，他们对我们从0到1的药物发现能力给予极大认可。”张佩宇表示，随着项目的顺利推进，以及对这一活性化合物成药性质的不断设计优化，该项目已经接近中期里程碑。晶泰科技的AI制药平台帮助客户挑战了全新的靶点，加速项目稳健推进，有望为尚为空白的衰老疾病研发出高效的候选药物，惠及全球患者。
凭借算法的准确度和高效率，晶泰科技获得众多国际药企的青睐。2017年，该公司通过辉瑞内部晶型盲测比赛，双方达成长期合作，晶泰科技还参与并加速了辉瑞新冠重磅药Paxlovid的研发。晶泰科技由此成为国内首家与世界知名药企合作的AI药物研发公司。多家全球领先的药企从最初的尝试，到逐渐认可AI技术在数据驱动的创新模式下发挥的战略性作用，纷纷与晶泰科技等新型药物研发平台进行深度合作。
“关灯实验室”彻夜捕捉药物分子
在河套深港科技创新合作区，晶泰科技的自动化实验室面积超1000平方米，纵横排列有100多个实验站与自动导航小车。机械臂在实验站里不停运行。负责配送化学试剂的机械臂小车则在各实验站之间穿梭。
科研人员坐在办公室发送指令，最多支持一次50个反应的批量提交。取料备料后，AGV智能机器人小车将材料送至实验站。机器臂旋开试管后，快速平稳地完成粉末称重、精准加料、液体移液、恒温震荡、磁力搅拌等一系列操作。然后，机器人将试管移送到下一个实验站……
“我们自主研发的自动化实验室，将AI算法、智能制造、机器人等前沿技术有机结合，由7×24小时不间断、高通量、高效并行的机器人实验取代人工操作，实验效率比传统人工模式提高数倍；再与AI算法平台紧密结合，实现了药物化学合成从传统的人力密集型工作向智能化、自动化密集型的新研发模式转变。”张佩宇告诉记者。
研发药物之难，难在研发团队要从数以万计的分子中找到一个药物分子或候选分子。它既要有活性、选择性，还要耐药性、吸收代谢也都不错，此外还要求其安全性比较好。符合这些要求的药物分子，才能进入临床做研究。
“我们一方面通过智能计算生成大量的分子并预测分子的各个属性，通过AI来挑选合适的分子去做实验；另一方面，用机器人实验不断迭代，不断产生大量的实验数据，来支持我们的AI建模，从而进一步提高分子筛选与优化的效率和成功率。” 张佩宇透露，在药物发现环节，依靠人力的传统研发，相当于用手画画，一天最多“画”几十个分子；而通过AI，一天就可以“画”出百万个分子，帮助科学家探索更广阔的化学空间。
传统方法需要专家去评估分子的属性；但通过AI大数据的方法，对候选库中小分子化合物的特性进行计算模拟，进而虚拟筛选，再结合针对性的实验验证，可快速进入临床前候选化合物的开发环节，效率进一步提升。
“我们的目标是打造一个超级实验室。”张佩宇表示，晶泰科技将通过进一步优化创新，未来以人机结合方式实现一个人可以做现在10个人的工作，将效率提升一个数量级。同时，智能化自动化实验室持续地产生大量数据来支持AI建模，使算法不断优化，以得到更完美的模型，提高发现药物分子的成功率。“传统实验室可能要成千上万人，超级实验室只需几百人就可以了。”
打造深圳河畔生物制药创新高地
目前，晶泰科技已建成及在建的实验室面积接近4万平方米，其中自动化实验室面积已超3000平方米，拥有固研项目300余个，算法模型超过200个，参与的创新药管线逾180条，申请专利200多项，得到大规模工业化应用和验证，已加速了超过300个新药分子的发现和开发，其中不乏肿瘤和免疫、代谢等慢性病领域的首创新药。
2022年初，晶泰科技与正大天晴就高难度靶点共同开发抗肿瘤小分子新药达成战略合作。这是一个以同类最优（Best-in-Class）为目标的肿瘤药物，对研发技术带来很大挑战。
短短几个月后，晶泰科技与正大天晴合作，成功克服了活性、选择性等多方面挑战，提前50%的时间达成了首个关键里程碑，并于近期完成动物实验验证，达成pre-PCC(准临床候选化合物)里程碑。该项目预计在乳腺癌、小细胞肺癌、卵巢癌等存在巨大未满足临床需求的癌种上有明显的临床获益，拥有巨大的潜在全球市场。
晶泰科技的源头创新能力和交付能力得到客户的高度赞扬，并以AI与生物医药领域领跑者而备受社会各方关注。近年来，该公司相继入选或获得2021生物医药科技“Fierce 15”权威榜单、2021福布斯“中国企业科技50强”、2022“中国创新数字医疗100强”第四名、赛迪科创独角兽百强（2022）、2022《财富》中国最具社会影响力创业公司等。
成立以来，晶泰科技获批建设深圳市人工智能药物发现工程研究中心、深圳市重大公共服务平台、广东省人工智能与化学药物应用工程技术研究中心，孵化出剂泰科技、莱芒生物、希格生科、默达生物、赛得康等一批创新企业，邀请上下游企业落户深圳、落户河套。以晶泰科技为核心，一批企业在这里串珠成链、集聚成群，正帮助更多中国药企在多种尚无有效治疗的疾病领域实现从0到1的创新突破。
“美国波士顿的查尔斯河两岸，聚集着近百家世界知名制药企业和生物技术公司与全球顶尖的研究机构，促成了晶泰科技的创立。深圳发展AI制药具有得天独厚的优势，包括高端人才、完备的产业链以及数字技术、自动化优势，这也是晶泰科技落户深圳的主要原因。正好我们也坐落在深圳河畔，希望我们能和上下游伙伴一起，帮助‘中国发现’‘中国制造’的创新药加速走向市场，打造深圳河生物制药创新高地，为构建健康中国、推动全球创新药发展作出贡献。”张佩宇说。
