藥物開發(fā)的未來是否在于對一種酶的“面部識(shí)別”技術(shù)？這是一家名為X-37的初創(chuàng)公司的期望，該公司致力于利用人工智能和Atomwise所開發(fā)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行藥物開發(fā)。X-37的首席執(zhí)行官David Collier博士表示：“我們認(rèn)為這是一種將徹底改變藥物發(fā)現(xiàn)的方法和技術(shù)。”
為了加快這種技術(shù)的發(fā)展，X-37日前完成了1450萬美元的A輪融資，用于擴(kuò)大藥物開發(fā)計(jì)劃的數(shù)量。該公司的目標(biāo)是確定可投放市場的候選藥物，并于2022年啟動(dòng)人體試驗(yàn)。X-37成立于2018年，總部位于加利福尼亞南舊金山，由Atomwise和Velocity Pharmaceutical Development共同創(chuàng)立。目前，該公司擁有8名員工。
Collier博士說，公司正在把酶作為研究目標(biāo)，酶被認(rèn)為在許多特定的疾病中很重要，但是醫(yī)藥公司在開發(fā)小分子靶向療法時(shí)遇到了麻煩。以PIM3為例，這是一種在癌癥中起作用的酶。但是另外還有兩種結(jié)構(gòu)相似的酶——PIM1和PIM2。Collier博士說，我們的想法是，在不影響其他兩種酶的情況下阻斷PIM3，否則的話可能會(huì)引起不良的副作用。
為了弄清楚哪些小分子可以阻斷這種酶，X-37使用了Atomwise的技術(shù)來檢查酶的結(jié)構(gòu)，然后篩選包含數(shù)百萬個(gè)小分子的虛擬文庫，以查看哪些是與這種酶結(jié)合的良好候選物。Collier博士把這項(xiàng)技術(shù)比喻為臉部識(shí)別。Collier博士說：“這不是識(shí)別面部的凹凸和曲線，而是識(shí)別要靶向的酶口袋上的結(jié)構(gòu)。”
X-37的藥物發(fā)現(xiàn)過程（圖片來源：X-37官網(wǎng)）
除了PIM3，X-37還在開發(fā)的重點(diǎn)項(xiàng)目包括治療自身免疫性疾病的ZAP-70，針對癌癥治療的SHP2，以及針對抗凝治療的XIIa因子。此外，X-37還將確定其他高價(jià)值藥物靶點(diǎn)，利用Atomwise基于結(jié)構(gòu)藥物設(shè)計(jì)的人工智能平臺(tái)，針對藥物靶點(diǎn)生產(chǎn)新的化合物，進(jìn)而與大型醫(yī)藥公司合作，并將成果推向市場。
將人工智能的速度和規(guī)模與藥物發(fā)現(xiàn)的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，這是X-37與其他藥物發(fā)現(xiàn)公司的不同之處。首先，由經(jīng)驗(yàn)豐富的化學(xué)家、數(shù)據(jù)科學(xué)家和生物學(xué)家進(jìn)行靶點(diǎn)的選擇和每個(gè)靶點(diǎn)上最具吸引力的藥物結(jié)合位點(diǎn)的鑒定。然后運(yùn)用Atomwise的關(guān)鍵技術(shù)AtomNet——這是一個(gè)深度學(xué)習(xí)平臺(tái)，對小分子藥物進(jìn)行發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)。據(jù)估計(jì)，當(dāng)下的高通量篩選機(jī)器人能在每天完成10萬個(gè)化合物的篩選，而Atomwise的算法能將這一數(shù)字猛增到每天1000萬-2000萬個(gè)，提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，從而加速了藥物發(fā)現(xiàn)過程。
參考資料：
[1] New Atomwise offshoot X-37 raises $14.5M to shepherd AI-designed drugs retrieved November 18 2019 from https://www.fiercebiotech.com/medtech/new-atomwise-offshoot-x-37-raises-14-5m-to-shepherd-ai-designed-drugs
[2] X-37 Announces $14.5 Million Series A retrieved November 18 2019 from https://www.x37.ai/news/x-37-announces-series-a
