▎药明康德编译收拾(来历:C&EN)
引子
1975年冬,美国旧金山,28岁的Robert A. Swanson先生蜗居在一个寒酸公寓里。他本是麻省理工学院(MIT)的高材生,主修化工,从事风险出资,只不过走运女神并没有垂青于他——本相是,此前他出资的一切项目简直都失利了!随同工作受挫而来的是他丢了饭碗,一日三餐根本靠三明治果腹。虽然穷困潦倒,但Swanson对新技能却有着一种天然生成的敏锐,尤其是对诞生没多久的重组DNA技能,凭仗直觉,他非常看好这一技能的商场使用远景。所以,他硬着头皮打电话约见重组DNA技能的创造者之一、加州大学旧金山分校(UCSF)的Herbert W. Boyer博士。虽然有点不耐烦,Boyer博士仍是答应给这个年轻人一点时刻聊一聊。或许两人都没想到,这次原定在实验室进行的10分钟的简略接见会面,很快变成了在酒吧里好几个钟头的促膝长谈。而此次接见会面的成果,促成了二人在1976年,每人掏出500美元注册了一家生物技能公司,这家公司的姓名是——基因泰克(Genentech)。
Herbert W. Boyer博士(左)与Robert A. Swanson先生(右)(图片来历:Genentech)
敏锐的商场分析加上精深的专业技能,推进基因泰克在随后的年月里不断开疆破土,Michael Varney博士的基因泰克生计正是这一汹涌澎湃盛景的见证。Varney博士曾在加州理工学院(Caltech)取得有机化学博士学位,2005年,他履新基因泰克并担任打造一条小分子“事务链”——在许多人眼里,彼时基因泰克不过是一个“抗体车间”。古语有云,“士别三日,即更拭目以待”,现在基因泰克已迈入全球顶尖生物技能公司之列,而Varney博士也成为担任研讨与前期开发的履行副总裁,所打理的研制管线既包含传统的小分子药物和抗体药物,也有像抗体偶联药物、反义寡核苷酸、个体化癌症疫苗这类“不那么传统”的药物。
基因泰克研讨与前期开发履行副总裁Michael Varney博士在2019药明康德全球论坛上共享关于研制立异的经历
破解“好靶标稀缺”危机
从《复仇者联盟4》中的方舟反应炉到《漂泊地球》中的轨迹发动机,从《碟中谍4》中的智能眼镜再到《超能陆战队》中的医疗机器人“大白”,关于科幻电影的导演和编剧们来说,人类是充溢创造性主意的创意源泉,这些超实际的“黑科技”,便是他们关于未来的想象,其间许多,正在成为实际。
关于基因泰克来说,前瞻性是其成功的秘籍之一。现在,Varney博士和他带领下的研讨团队关于未来会有怎样的想象?实际上,在曩昔的一年里,Varney博士等人重复考虑的一个问题便是:从现在看未来,5年后的研制将会出现怎样一幅现象?在Varney博士看来,定论之一便是:药物的分子形式将会杂乱得多。“展望2025,我信任,药物形式(modality)将会愈加多样,远非今日可比。”Varney博士这样说道。
这是一种必要的进化,由于那些在科学家看来,正确靶向就可以改动疾病进程的“好靶标”将越来越少。Varney博士说:“最糟糕的状况是,某个生物学家花了3年时刻找出一个靶标,而药物开发人员却给出了这样的回应,‘嘿,它很不错,但咱们找不到任何靶向它的先导化合物。’”基因泰克在“倾尽全力”,(经过拓展靶向靶标的途径),不让这种状况发作。
怎么破解这道难题?基因泰克给出了一个关键词——立异。2015年,当Varney博士接过基因泰克研制部门“帅印”之时,他就不断地向团队灌注立异的理念,鼓舞他们应战最通俗的科学问题。Varney博士以为,要立异,企业文化非常重要。在基因泰克,搞研讨不需要安分守己,研讨人员可以斗胆着手做自己感爱好的事,“想要立异,你有必要让研讨人员自由地去探究,而非以成果为导向,不断地施压,由于想要把工作弄清楚,时刻往往是必需品。”
在基因泰克的眼里,破解“好靶标稀缺”危机的钥匙,很有或许就藏在“立异”里。
拨开神经科学“迷雾”
众所周知,人体结构是如此杂乱,常常令研讨人员束手无策,尤其是神经科学范畴,由于存在太多的未解之谜,被不少药企视为“禁区”。但是,基因泰克坚持了下来,在他看来,想要“拨开迷雾见晴天”,那些非常规、乃至匪夷所思的主意有时是有必要的。
Varney博士指出,科技的前进促进研讨人员可以从全体意义上考虑神经退行性疾病。例如,科学家们现在认识到——阿尔茨海默病(AD)和肌萎缩侧索硬化(ALS)是沿着类似的生物学途径发展。这就为测验新的干涉办法创造了时机。事实上,基因泰克正在研讨免疫系统对神经退行性疾病发作的影响,期望可以改动免疫细胞,使它们要么更有协助,要么中止损坏神经系统。
许多人的名贵回忆,都被阿尔茨海默病掠夺了(图片来历:Pixabay)
还有一个研讨要点(也是难点)是血脑屏障。血脑屏障保护着最重要的人体器官免受病原体的侵袭,不幸的是,凡事有利必有弊,这道屏障一起也阻挡了许多小分子药物以及简直一切的抗体。基因泰克的一个团队现在正静心研讨怎么“声东击西”,让药物可以神不知鬼不觉地穿越这道“生死线”。
除了传统药物,基因泰克也在寻觅其他抵挡神经退行性疾病的办法。在天然界,许多生物都有着自己共同的生计技能,比如说海星的“再生术”,海星的触手受损后,都可以天然再生。跟着人们对怎么控制细胞谱系以及特定细胞类型或细胞群越发称心如意,Varney博士提出了一种斗胆想象:能否创造这样一种药物,它不是简略地减缓认知功用的退行速度,而是促进相关安排再生?这种主意看似荒唐,但却散发着诱人的魅力。Varney博士供认,在神经退行性疾病及其他范畴开发“再生药物”,是基因泰克的爱好点之一。
当药物研制遇上人工智能
20世纪四五十年代,英国数学家、逻辑学家图灵(Alan Mathison Turing)描绘了如今成为人工智能中心的许多概念。尔后,人工智能在全球掀起了一波又一波的热潮。令人颇有几分意外的是,虽然Varney博士对药物发现的思索往往给人以天方夜谭之感,但在这个被群众遍及看好的范畴,他却显得有几分“保存”。就在不久前,Varney博士惊奇地发现,一名记者在推特(Twitter)上宣布了他的谈论后,他好像被卷入了一场小型交际媒体风暴。
直到今日,提起这件事时Varney博士依然耿耿于怀。他略有几分沮丧地表明,实际上,他的谈论被误解了——他不是在批判人工智能自身,而是不期望对人工智能进行过度炒作。他关怀的是:人工智能现在能做什么,又不能做什么。
事实上,使用机器学习来支撑药物开发,始终是基因泰克的尽力方向,一个代表性比如便是与GNS Healthcare公司协作,使用其AI系统开发癌症医治药物。在这位研制领头人看来,虽然近期人工智能有望在几个特定范畴产生影响,但该技能仍处于生长阶段,其间一个关键问题便是,“你怎么开宣布这样一种人工智能东西(或其他猜测东西),它所做的,不仅仅是告知你已知的东西?”
图片来历:Pixabay
Varney博士指出,使用人工智能可以找到小分子抑制剂。有经历的药物化学家知道,当他们可以探究各式各样的化学骨架时,他们更或许发现一种可以安全有效地“封闭”靶标的分子。但是,现在人工智能只能筛选出那些可以与靶标活性位点配位的分子,而非那些跳出既往经历的全新分子。换句话说,想要“教育”计算机供给非传统意义上的新结构,依然负重致远。
Varney博士以为,就现在来看,人工智能更有或许进步功率的当地是:对化学家规划的分子进行“审阅”。例如,咱们现已把握了很多数据来解说现有的药物是怎么在体内分化的,因而,使用这些信息,计算机很快就能猜测一种新的小分子在人体内会怎么代谢。他还表明,人工智能在分子组成途径上也将会有所建树。从长远来看,人工智能的方针是:打造某种东西,将五花八门的分子归好类;一起树立抗体数据库,将抗体序列与物理性质联系起来。
跟着计算机技能的不断前进,基因泰克的“药物猎人”将持续运用他们数十年的经历去发现新式药物。“构建分子或许会比以往任何时刻都更有价值。”Varney博士如是说。
跋文
什么是未来?一位诗人说:“未来便是你在茫茫大海的这一边,心中充溢了猎奇,飞向海的那一边。”药物发现的未来是什么?或许没有人能给出标准答案。虽然如此,带着不知道、不解和对人类健康的夸姣神往,基因泰克和它的火伴们英勇且固执地飞向海的另一边!
参考资料:
[1] Genentech’s R&D chief Michael Varney on the future of drug discovery. Retrieved JULY 30, 2019, from http://cen.acs.org/biological-chemistry/biotechnology/Genentechs-RD-chief-Michael-Varney/97/i31
[2] https:///about-us/leadership/our-founders
[3] GNS Healthcare Announces Collaboration to Power Cancer Drug Development with REFS Causal Machine Learning and Simulation AI Platform. Retrieved Jun 19, 2017, from https:///gns-healthcare-announces-collaboration-to-power-cancer-drug-development/