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AI制药风潮席卷打造药物研发“新常态”

2023-11-22 医疗医学 ℃

　　随着创新药物研发日益受到重视，以及人工智能（AI）技术的迅速发展，AI赋能制药的大趋势愈发明显。由于AI制药相较传统制药可以大幅减少研发投入及时间成本，提高新药研发效率和成功率，近年来AI制药在资本市场的热度逐渐上升。　　在国际上，AI制药类企业持续吸引资本加码，例如薛定谔（Schrodinger，SDGR）公司在2020年2月叩开了纳斯达克大门，成为行业内第一家计算药物研发上市公司，目前市值约22亿美元。　　本土赛道上，三类企业成为AI制药市场的有力竞争者。随着政策驱动及各利好因素的叠加助力，中国AI制药的潜在空间正在逐步打开。　　AI制药或将成为新药研发主流方式 　　AI制药优化新药研发效率，未来或将成为创新药研发的主流方式，重点研发领域为慢性病和癌症用药　　AI制药是指将自然语言处理、机器学习及大数据等人工智能技术应用到制药领域各环节，以提高、优化新药研发的效率及质量，降低临床研究失败概率及研发成本。　　AI制药的应用场景主要包括药物研发、用药安全、供应链管理、商业拓展、个性化诊疗及监管审批六个方面，其中药物研发及用药安全是AI技术在制药环节的主要应用场景。药物研发包括靶点确认、基于表型的药物发现、分子生成、化学反应设计、化合物筛选、ADMET（药物的吸收、分配、代谢、排泄和毒性）性质预测，用药安全则涉及临床试验、药物风险评估及真实世界研究。　　AI制药通过应用AI技术，对化合物的结构、药物作用机制、基因等海量数据进行结构化分析处理，从而快速精准地确定靶点、筛选最佳化合物分子、预测药代动力学性质。因此，AI制药大幅缩短了药物研发各环节所需周期，降低企业在研发新药时的成本投入，同时提高药物研发的成功率、降低新药研发风险，提升企业的投资回报率，相较于传统制药在新药研发领域拥有显著优势。一般而言，AI技术在研发过程中的渗透率越高，药物研发的效率越高。　　目前在研的AI制药项目广泛分布在癌症、呼吸系统、抗感染、精神障碍、免疫系统、眼科、心血管、消化系统、内分泌系统、药物副作用研究等多个领域，其中癌症和精神治疗领域的AI制药合作项目占比最高，分别为29%和27%，其次为心血管疾病治疗领域，占比为13%。　　随着AI应用成熟度的提升，未来AI技术在制药领域的渗透率将不断提高，AI制药或将成为创新药研发的主流方式。　　三大主体分据AI制药市场 　　AI制药的应用可以追溯到20世纪80年代，经过数十年的发展，随着AI技术的不断成熟以及资本市场对该行业信心的不断增加，当前AI制药已步入快速发展期　　当前国内外AI制药市场的主要入局者有三类，即大型药企、AI制药初创企业和互联网头部企业，其中大型药企又分为传统药企和CRO企业。根据Deep Phar ma Intel l igence的数据，截至2022年第一季度，全球参与AI药物研发的大型药企超过56家，其中包括逾36家传统药企和20家CRO企业；相关互联网头部企业超31家；AI制药初创企业超过495家。　　大型药企 　　随着国内外大型药企逐渐意识到AI技术在制药领域的应用价值，越来越多的传统药企和CRO企业涌入AI制药领域，全球范围内AI制药项目数量逐年递增。其中，大型药企以外资跨国企业为主，本土药企在该领域的涉足相对较为谨慎。　　大型药企进入市场的方式主要有三种：一是内部自建AI研发团队，如诺华和葛兰素史克是业内较早设立自己的AI部门的药企；二是对外部AI制药初创企业进行投资并购，如复星医药今年宣布在与英矽智能合作的同时将向其进行股权投资；三是与互联网巨头或AI初创公司合作，如正大天晴通过与阿里云合作获得一种全新的化合物筛选方法，药明康德和Schrdinger合资成立了Faxian Therapeutics以加速新药发现等。　　AI制药初创企业 　　AI制药初创企业作为市场的核心主体，通常利用自身的AI技术优势进入制药场景中的一个或多个环节，一般以与大型药企合作的形式进入市场。　　AI制药初创企业的商业能力主要体现在两方面：一是AI技术服务的能力，技术优势越明显，越能获得大型企业合作方的青睐；二是自研管线，转型为创新药研发中心或药企后，进一步扩大行业领先优势。　　近年来，越来越多在AI制药领域有所布局的传统药企和CRO企业选择与头部AI制药初创企业合作，旨在最大程度节省研发成本，利用双方优势提升新药研发效率。如2022年初，本土大型药企复星医药与知名AI制药公司英矽智能达成战略合作，将针对四个指定靶点以AI驱动药物研发，并共同开发合作英矽智能的QPCTL项目，项目首付款高达1300万美元，刷新了国内该领域交易记录。　　互联网头部企业 　　近年来国内外互联网巨头相继对AI制药领域展开布局，其进入市场的方式主要有对AI初创企业进行投资、自主研发建立AI制药平台及与外部机构合作研发AI制药项目三种。　　在本土互联网头部企业中，腾讯、华为、百度均已开发出AI制药平台；阿里云则是与全球药物研发中心合作开发AI药物研发和大数据平台。　　互联网头部企业在AI制药领域的研究主要集中在新药研发环节，其在AI制药领域所必需的数据库、云计算等AI技术领域较AI制药初创企业和大型药企而言，拥有得天独厚的优势。　　预计未来互联网巨头在AI制药领域的活跃度和渗透率将更高，它们将利用自身在算法和算力上的优势持续推动该领域发展。　　我国AI制药潜在空间逐步打开 　　近年来，我国先后出台一系列政策，推动人工智能领域和制药领域的创新发展，为AI制药行业兴起奠定基础　　相较于世界范围，我国在AI制药领域的起步较晚，本土企业对于该领域的涉足也相对较为谨慎。但近几年政府相继出台一系列宏观政策，进一步加快了传统制造向智能制造的数字化转型，资本市场对于AI制药的信心逐渐增强，行业内涌现大批AI制药初创企业，同时不断有大型药企和互联网巨头加入AI制药队伍，我国AI制药的潜在市场正被逐渐打开。据头豹研究院统计，2019年，AI制药潜在市场空间达1633亿元（以销售额计），较2018年提高6.5%；2020年受疫情影响市场空间有所回落，下降至1448亿元。　　AI制药的市场增速和空间与创新药市场占比、AI技术迭代升级都息息相关。头豹研究院预计，根据目前我国医药市场情况，以及AI制药各市场主体的在研项目情况，未来创新药市场占整体医药市场的比例或将达到15%；预计我国AI制药在2021—2026年期间的年复合增长率（CAGR）为16.1%，2026年的潜在市场空间将达到3643亿元。　　商业模式日趋丰富 　　业内领先的AI制药初创企业将纵向拓展并形成更完整的AI制药业务链，完善AI制药流程，从单环节或多环节向端对端的“一站式新药研发”转变；同时横向形成多元化商业模式，进一步扩大市场优势　　当前我国的AI制药初创企业业务布局主要集中在药物研发领域，尤其是靶点确认、化合物筛选、分子生成、ADMET性质预测等关键环节，小部分本土企业提供临床试验设计服务。　　由于近年来不断有初创企业入局，AI制药领域竞争激烈。大型药企和互联网头部企业在选择合作对象时更注重AI制药初创企业的AI技术服务能力和自研管线的丰富程度。在此过程中，可以提供更全面的新药研发解决方案的企业更容易脱颖而出。　　同时，市场中大部分AI制药初创企业的商业模式介于AI Biotech和AI CRO间，即拥有自研管线且提供CRO服务的“复合型”商业模式。同时也有像英矽智能和晶泰科技这样的业内领先企业，凭借自身优势进行进一步的横向多元化商业模式扩张。如晶泰科技除自身的AI CRO业务外，其投资孵化的初创企业剂泰拥有基于晶泰科技的高通量AI制剂平台搭建的制剂新药管线。　　AI制药初创拓展业务结构和商业模式，有利于维持企业利润增长的稳定性，同时拓展获客渠道，丰富数据信息来源，并进一步优化AI制药平台及服务，扩大自身优势，形成独有的AI制药生态。（头豹研究院供稿）

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