財富中文網
2023-11-22 
這家新創企業利用人工智能設計新藥
身穿白色實驗服、手戴紫色橡膠手套的男人和女人站在金屬桌旁，看著一個個密封的小玻璃柜。玻璃柜里，一臺機械手臂正在小心翼翼地將一組類似于小號滴管的器具對準一個布滿了塑料坑眼的特制托盤，然后將經過仔細測量的液體滴入坑眼。托盤中內嵌的感應器和微芯片會檢測和自動分析隨之發生的化學反應，將一系列數據發送至附近的電腦。氛圍異常寂靜嚴肅，但我一直在期待這位禿頭的“邦森?哈尼迪歐博士”以及這位倒霉的紅發助理“比克”——《布偶大電影》（The Muppets）中瘋狂科學家的角色——會突然從實驗室后面的板凳上站起來。
然而，詹姆士?菲爾德帶我參觀了整個實驗室，他倒是像極了這類瘋狂科學家，尤其是穿著實驗室大褂的樣子。菲爾德很瘦，頭上頂著濃密的棕色卷發，很像年輕時的愛因斯坦。在我見到他的那天，他帶著一副圓圓的玳瑁色眼鏡。菲爾德是LabGenius的創始人及首席執行官，這是一家位于倫敦的初創企業，創建了這家高科技機器人實驗室，其所在地的前身是一家餅干工廠。
2012年，菲爾德創建了這家公司，那時他依然在倫敦的帝國學院（Imperial College）攻讀合成生物學博士學位。公司結合了機器化學和人工智能的優勢，以生產有望成為重要新藥物制造基礎的新蛋白。
如今，LabGenius宣布，公司已經收到了由倫敦風投資本公司Atomic領投的1500萬美元的風投資本融資，以幫助其進一步發展公司業務。Atomico由Skype聯合創始人、億萬富翁尼克拉斯?曾斯特羅姆創建。
菲爾德稱，這筆資金將從多個方面為LabGenius提供幫助。他寫道：“會有更多的機器人，更多的試驗，更多的人來運行機器人”，但同時也會開發更高端的自動實驗室測試來確保公司制作更復雜的蛋白質。
新融資輪的估值數額并未得到披露，但LabGenius向英國商業注冊機構公司登記局（Companies House）提交的文件顯示，新融資輪對公司的估值約為5300萬美元。
作為投資交易的一部分，Atomico的合伙人伊瑞娜?哈伊瓦斯將加入LabGenius的董事會。LabGenius此前的一些投資者，包括Lux Capital、Obvious Ventures、Kindred Capital和Inovia Capital，亦參與了新融資輪。
Atomico的合伙人哈伊瓦斯稱，她看到LabGenius幫助解決了制藥行業的“生產力危機”，即新藥物發現速度下降，以及每一種新藥上市的費用越來越高。她說：“它們工作的方式在10多年間沒有什么改變”，并指出大多數制藥公司依然在通過人工合成（也就是手工實驗）來尋找新藥物，此舉通常會產生難以捕捉和驗證的數據。她說：“如果沒有科技和數據來支持人類，我覺得我們永遠也無法擺脫這一現狀?！?/p>
當今的大多數藥物都是使用小分子制成的。然而，蛋白質分子要大得多，而且結構也更加復雜，它是制藥行業所謂的“生物制劑”這種新興療法的基礎。這些都是經實驗室改造的蛋白質，能夠模仿身體中負責調節眾多功能的天然抗體和酶。當前，基于蛋白質的療法占到了所有藥物的約30%，其中包括眾多癌癥療法，自身免疫紊亂和罕見病。相對于小分子的藥物，基于蛋白質的療法通常更有針對性，而且副作用更小，但開發的難度更大，成本更高。
菲爾德解釋說，問題在于可用于創造蛋白質的DNA組合太多，因此，要找到哪種組合可能會誕生有效的蛋白質療法異常之困難。使用傳統的方法，設計一個單一、實用的蛋白質可能需要耗費一名研究員數年的時間。LabGenius使用了機器人自動化、合成生物學以及機器學習來加速這一過程。
LabGenius已經將目光瞄準了他們希望治療的首類疾病——腸炎。菲爾德說，這個領域頗有希望，因為市場上已經有多種藥物可以治療該疾病，然而，這些藥物必須注射進入患者體內，因為它們的化學穩定性還不是很好，無法在口服后度過人體消化道中嚴苛的環境，并抵達腸部。因此LabGenius一直在努力打造有著類似效用、但能夠放入藥丸的蛋白質。公司已經生產了多種可能的蛋白質，而且在實驗室中已經證明它們可以抵御消化酶以及胃部的酸性環境。他說，下一步就是進行動物安全性試驗。
公司使用了能夠更快制作和檢測蛋白質的機器人實驗室，它比人工測試更加可靠，提供了有關其設計的蛋白質生物特征的一系列信息，例如它們的穩定性，以及它們對臨床關注的其他特定物質的反應。然后，公司使用這個實驗室培訓機器學習模型，來預測哪些DNA序列會對蛋白質的特征存在關聯性。通過這種方式，公司可以讓其正在設計的蛋白質獲得制作有效藥物所需具備的特征。
哈伊瓦斯說：“他們正在將現有設備與生物方法以及人工智能機器數據組結合，以便獲得這種慣性效應?！?/p>
Zymergen也在使用類似的機器實驗室和機器學習流程，該公司位于加州艾默瑞維爾，專注于打造轉基因作物以及針對電子和消費護理市場的新類型生物工程材料。其估值在9月的融資輪之后達到了8.74億美元。Zymergen的首席技術官阿隆?肯博爾是LabGenius的一名顧問。
它與Recursion Pharma使用的方法也十分類似，該公司位于鹽湖城，如今其估值達到了4.65億美元。該公司使用了高速機器人實驗室來監測小分子對細胞的效果。
菲爾德說，不同之處在于，小分子及其特性已經擁有了一個龐大的數據庫，可供Recursion隨時使用。他指出，對于蛋白質來說，DNA數據庫還遠談不上全面，這也就要求LabGenius逐漸組建自己的數據庫。（Recursion的聯合創始人及首席執行官克里斯?吉布森亦是LabGenius的投資者。）
考慮到蛋白質對新藥發現的潛在影響，預測蛋白質的結構也一直是人工智能研究人員的關注點，包括倫敦人工智能公司DeepMind（是谷歌母公司Alphabet的子公司）以及Facebook的團隊。兩年前，DeepMind打造了一個名為AlphaFold的算法，使用深度神經網絡（一種機器學習方法，松散地基于人類大腦的工作方式），在一個受到密切關注的兩年一度的蛋白質結構預測賽事中展開角逐。即便在那時，AlphaFold預測蛋白結構的正確率也只有55%。
菲爾德表示，通過學習其編譯蛋白質DNA序列和生物特性之間的關聯，LabGenius可以跳過一個必要的困難步驟——預測其所設計的蛋白質結構。他指出，了解功能比了解構成形式更重要。畢竟達爾文的進化論對于大自然所創建的結構一無所知，僅解釋了功能方面的必要性。“我們為什么非要和大自然過不去呢？”菲爾德說。 （財富中文網）
譯者：馮豐
審校：夏林
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