AI开始搞药了,药企靠什么竞争?我们和哈佛教授、连续创业者Gregory Verdine聊了聊
格雷戈里·维尔丁(Gregory L. Verdine)是化学生物学领域的先驱之一,也是将科研发现推向药物开发的重要推动者。这位哈佛大学 Erving 化学荣休教授参与开发了订书肽(Stapled Peptides)技术,为干预传统药物难以触及的靶点提供了新的分子工具。他的研究也逐渐走出实验室,延伸至更广泛的生物医药产业。
在产业界,维尔丁先后创办或联合创办了十余家生物技术公司,包括 Enanta Pharmaceuticals、Wave Life Sciences、FogPharma 和 LifeMine Therapeutics 等,布局从多肽、核酸药物到天然产物等不同方向,推动早期科学发现向临床开发和药物转化迈进。与此同时,他也长期参与生命科学领域的风险投资。2023 年,他以风险合伙人身份加入美国风险投资机构 a16z 的 Bio + Health 团队,继续支持生物技术创新与新药研发。
如今,他正将这些科研与药物开发经验带入一项新的合作。 他创办的生物技术公司 DoveTree 与晶泰科技达成最高总 金额 数十亿美元 的研发合作,由 DoveTree 负责靶点选择、研发方向及后续药物开发,晶泰则结合 AI、物理建模和自动化实验平台,开展具体的药物发现工作。 双方希望通过这样的分工,共同推进多个疾病领域的新药研发。
近日,DeepTech 在上海与维尔丁进行了交流。从开发新的分子工具,到探索 AI 参与药物发现的方式,他既看到了技术带来的机会,也对其局限保持审慎。围绕 AI 究竟能为研发解决哪些问题、药企的组织方式将如何变化,以及中国医药创新与跨国合作,他分享了自己的判断,也回顾了从化学研究走向创业和投资的经历。
轮椅和分子
维尔丁的科研之路,可以追溯到一场童年变故。“我是父亲的双手。”他这样回忆自己的童年。七岁那年,父亲因意外事故失去行走能力。为了帮助父亲更方便地生活和出行,年幼的维尔丁开始动手改造轮椅。许多机械问题没有现成的解决方案,他只能一边尝试,一边调整,在一次次摸索中找到可行的路径。“人们通常会想到音乐家,或者爵士乐手的即兴演奏。”后来,他也用这种方式理解自己的科研工作。
大学最初并不在他的计划中。高中升学辅导老师发现他没有升学打算后,便替他申请学校,寻找资助。进入大学后,他先选了英语专业。“我不知道上大学该做些什么。我的兄弟们都没有上过大学。”他笑谈当时的想法,“我会说英语,那我就学英语吧。”后来,持续写作让他感到吃力,隔壁的同学便建议他试试化学。
“上了有机化学实验课之后,我发现它也充满了即兴应变。我们研究怎样让难成药靶点变得可以成药,其中同样有很大一部分需要这种能力。”维尔丁把这份熟悉感追溯到与父亲一起动手解决问题的童年。此后,他在哥伦比亚大学取得化学博士学位,在麻省理工学院和哈佛医学院接受博士后训练,并于 1988 年加入哈佛担任教职。
他的研究逐渐走向化学与生物学的交界,包括 DNA 修饰和损伤修复机制,以及如何设计新的分子形式,干预传统药物不易触及的靶点。订书肽正是通过改变分子本身的结构,为这类问题寻找解决办法。普通多肽往往比较柔软,容易改变形状,也容易被体内的酶降解。订书肽技术则是在多肽链的特定位置引入化学连接,就像用订书钉固定纸张一样,把多肽稳定在特定的空间构象中。这为研究者干预一些传统上难以成药的靶点提供了新的可能。
图 | 订书肽(来源:维基百科) 不过,找到新的分子设计方法,只是药物研发的第一步。如何将实验室中的科学创新转化为真正的药物,同样是维尔丁长期关注的问题。 为此,他先后参与创办了多家生物技术公司,尝试将不同的科学发现推向产业化。其中,Aileron、FogPharma 等公司围绕订书肽及相关技术开展研究,另一些公司则探索核酸药物或天然产物。
这些创业实践也取得了实际成果:Enanta 与艾伯维合作发现的帕利瑞韦、格卡瑞韦,分别成为获批丙肝联合治疗方案的组成部分;Gloucester 开发的罗米地辛也获得了美国监管批准。
在推动科研成果走向药物开发的过程中,维尔丁也逐渐从科学家、公司创始人,转向投资和企业经营。谈及这些转变,他提到了创业初期的经历:“作为一个来自学术界的公司创始人,我没有多少控制权。风险投资人、首席执行官掌握着权力,所以我希望有更多决策权。”为了更多地参与决策,他逐渐涉足风险投资,后来又亲自经营公司。“如果你真的想掌握方向,就必须亲自经营公司。”
但亲自管理公司也意味着重新学习。刚开始管理公司时,一位管理顾问曾提醒他,他仍在用对待博士后的方式对待员工。“你得鼓舞大家,让所有人一起工作。”他坦言,“我花了相当长的时间,才学会从学术科学家转变为经营公司的人,因为整套思维方式都不同。”
随着经验积累,科研、投资与企业经营逐渐成为他工作中相互衔接的部分。2023 年,他以风险合伙人身份加入 a16z 的 Bio + Health 团队。如今,他这样描述自己的工作:“我可以决定要做一件什么大事,提供最初的资金,邀请其他投资者加入,然后亲自经营公司。”
AI 改变的不只是分子设计
对于 AI 是否只是制药行业的宣传话术,维尔丁举了一个实际应用的例子:真菌能够产生大量具有生物活性的小分子,其中一些具有潜在的药用价值。过去,研究者主要通过比较基因序列的相似性,判断哪些基因可能参与这些分子的合成。如今,AI 已经被用于这类基因功能注释,在一些情况下,其预测效果甚至优于传统方法。他的判断是,尽管尚未在药物发现上取得创新性的进展,AI 确实已经开始帮助研究者完成具体的研发工作。
在小分子药物研发中,维尔丁认为, AI 目前最明确的价值仍然是优化已有的候选分子。 例如,研究者已经找到了一种具有一定药效的分子,便可以借助 AI 调整其化学结构,尝试提高药效、改善安全性或其他成药性质,让它更有机会成为同类药物中的最佳选择。这类应用虽然不像发现全新药物那样引人注目,却已经能够切实改善药物研发的效率和质量。
相比之下,从零开始让 AI 设计全新的小分子要困难得多。计算机可以快速生成大量分子结构,但这些分子最终都需要在实验室中合成和验证,有些结构非常复杂,可能需要数月甚至一年才能制备出来。这意味着,即使 AI 能够快速提出新的设计方案,研究者也未必能及时通过实验验证其效果。 分子设计的速度提高了,化学合成却可能成为新的瓶颈。
抗体领域则呈现不同的特点。许多治疗性抗体具有相近的基本骨架,关键差异常集中在与靶点结合的区域。与在极为广阔的小分子空间中搜索相比,这种共同结构让模型面对的问题更集中,相关训练数据也更容易组织。基于这些特点,维尔丁认为 AI 辅助抗体设计已经展现出较明确的进展。他正在孵化的一个方向,就是参考抗体设计,为小分子发现寻找更统一的骨架。
不过,对于生物学模型能否迎来类似大语言模型的突破,维尔丁的态度仍然有些审慎:“我对此相当怀疑。我们还有太多生物学机制没弄明白。那你怎么拿这些来训练? 没法训练。”在他看来,最大的障碍在于,人类对生命系统的认识还远远不够。模型只能从已有知识和数据中学习,但生物学中仍有大量尚未发现的机制。
对于这些知识与数据的局限,维尔丁认为,自动化实验室有望提供帮助:AI 可以辅助研究者设计实验,实验产生新的数据,再为模型改进提供依据。通过这种方式,AI 与实验可以相互配合,推动药物研发不断向前。
除了数据和知识的局限,药物设计本身也有一道物理学难题。维尔丁认为,AI 给出的分子结构不能只看起来合理,还需要通过物理方法检验。他提到,近年来,AI 已经能够帮助预测蛋白质与药物分子结合后的结构,但这还不足以保证设计有效。一个容易被忽略的因素是水分子:药物与蛋白质结合时,周围的水分子会重新排列,部分水分子还会被释放出去。这些变化会影响药物与蛋白质结合的能量,而目前的 AI 方法还难以准确计算这类复杂的物理过程。因此,药物设计仍需要物理模型提供辅助判断,不能完全依赖 AI 生成的结果。
因此,他并不认为分子科学很快就会迎来通用人工智能。在他看来,计算模型提出预测、实验检验结果、物理规律帮助判断设计是否可靠,三者需要相互配合,才能推动药物发现。
不过,维尔丁并不因此否定 AI 在药物发现中的潜力。 他认为,AI 带来的变化可能首先体现在研发规模上:过去一家企业可能只能同时推进少数几个候选药物,未来则有机会并行探索更多分子。 单个药物从发现到上市仍然需要漫长的时间,但研究者能够同时检验更多方向,从而提高发现新药的机会。