近年來(lái),隨著科技的發(fā)展和政策的支撐,國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)接連涌現(xiàn)出許多重磅創(chuàng)新藥物。過(guò)去一年,國(guó)內(nèi)藥企的創(chuàng)新藥物生產(chǎn)批文通過(guò)率也大幅上升。隨著帶量采購(gòu)政策的逐步深化落實(shí),并通過(guò)壓低藥價(jià)大幅壓縮醫(yī)藥市場(chǎng),使得醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)回歸到本身價(jià)值的同時(shí),創(chuàng)新藥物研發(fā)或?qū)⒂瓉?lái)更大的發(fā)展空間。
現(xiàn)任國(guó)家新藥篩選中心主任、國(guó)家化合物樣品庫(kù)主任、復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院院長(zhǎng)王明偉博士表示:“化合物是創(chuàng)新藥物研究的起點(diǎn)和源頭,其種類、數(shù)量和結(jié)構(gòu)的多樣性是新藥創(chuàng)制的物質(zhì)基礎(chǔ)”。過(guò)去,化合物資源分散和規(guī)模有限曾嚴(yán)重制約了我國(guó)新藥創(chuàng)制的進(jìn)程,現(xiàn)如今,越來(lái)越多的藥企開(kāi)始注重化合物樣品庫(kù)的構(gòu)建,并加大了人力、物力以及資金的投入。目前,已有多家制藥企業(yè)擁有了自己大型的高質(zhì)量化合庫(kù),通常規(guī)??蛇_(dá)200–300萬(wàn)數(shù)量級(jí)的分子化合物。然而,為找到有藥物療效的活性化合物用于新藥研發(fā),科研人員需要在幾十萬(wàn)個(gè)化合物中進(jìn)行高通量篩選,但傳統(tǒng)人工操作下的高通量篩選的成功率只在 0.5% 以下,費(fèi)時(shí)費(fèi)力且極易出錯(cuò),這也成為當(dāng)下制藥企業(yè)亟待解決的難點(diǎn)。
“新基建” 加速化合物篩選,促進(jìn)化合物庫(kù)管理系統(tǒng)構(gòu)建
人工智能 (AI) 概念自1956年首次提出,經(jīng)過(guò) 60 多年的發(fā)展,它已成為一門(mén)廣泛的交叉和前沿科學(xué)。作為新基建領(lǐng)域之一,人工智能對(duì) 5G 基站建設(shè)、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等各新基建科技端領(lǐng)域起到了重大促進(jìn)作用;尤其自新冠肺炎疫情發(fā)生以來(lái),以人工智能為代表的新興科技,在疫情監(jiān)測(cè)分析、人員物資管控、醫(yī)療救治、藥品研發(fā)等方面發(fā)揮了重要的支撐與保障作用??梢灶A(yù)見(jiàn),人工智能與 5G、大數(shù)據(jù)等技術(shù)結(jié)合,將帶動(dòng)諸多行業(yè)快速發(fā)展,為很多領(lǐng)域數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型奠定基礎(chǔ)。
相較于傳統(tǒng)的高通量化合物篩選手段,若將人工智能 (AI) 技術(shù)應(yīng)用其中,不僅可提高效率,更能節(jié)約昂貴的篩選費(fèi)用。據(jù)動(dòng)脈網(wǎng) - 蛋殼研究院研究顯示,AI 可從兩方面切入化合物篩選場(chǎng)景,一是利用深度學(xué)習(xí)和計(jì)算能力開(kāi)發(fā)虛擬篩選技術(shù)以取代高通量篩選,二是利用圖像識(shí)別技術(shù)優(yōu)化高通量篩選過(guò)程。動(dòng)脈網(wǎng) - 蛋殼研究院的數(shù)據(jù)分析,AI 在化合物合成和篩選方面比傳統(tǒng)手段可節(jié)約 40% - 50% 的時(shí)間,每年可為藥企節(jié)約 260 億美元的化合物篩選成本。
由此可見(jiàn),隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室篩選模型的迅速發(fā)展,將有數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的化合物以實(shí)體或虛擬形式存儲(chǔ)于化合物庫(kù)中,為了讓化合物樣品庫(kù)更有效的運(yùn)作,就需要高效管理工作的配合?;衔飵?kù)管理是高通量篩選和化合物基因組學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)組成部分,直接關(guān)系著新藥開(kāi)發(fā)的成敗。
Chemspeed 自動(dòng)試劑加樣技術(shù)重新定義化合物庫(kù)管理
在新藥開(kāi)發(fā)中,自動(dòng)化技術(shù)扮演著越來(lái)越重要的作用,特別是隨著高通量篩選的普遍應(yīng)用,自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為全球知名藥企的必備武器之一。一方面,自動(dòng)化技術(shù)不僅將技術(shù)人員從重復(fù)性的操作中解放出來(lái),更重要的是避免了人工誤差的發(fā)生,極大的提高了重復(fù)性操作的效率。另一方面,自動(dòng)化技術(shù)也為化合物庫(kù)管理提供了新途經(jīng),Chemspeed 自動(dòng)試劑加樣系統(tǒng)應(yīng)用于化合物庫(kù)管理中的化合物重新分配,無(wú)論是固體、液體還是粘性液體、甚至膏狀物質(zhì),Chemspeed 都可以準(zhǔn)確快速的進(jìn)行自動(dòng)化合物分配,尤其是針對(duì)微量固體粉末的分配上表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)。
Chemspeed SWILE 微量粉末加樣工具重新定義了實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)加樣技術(shù),它采用決策式分配過(guò)程,全程無(wú)交叉污染,可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一或一對(duì)多的加樣方式,即使是 100μg 這樣人手操作束手無(wú)策的量也可以進(jìn)行準(zhǔn)確添加,無(wú)論是準(zhǔn)確度還是精確度都可以滿足***為嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)。高通量篩選對(duì)反應(yīng)體積的微量化有著十分高的要求,經(jīng)常會(huì)用到 384 孔板來(lái)做小體積的篩選。384孔板相較于常用的96孔板,其孔數(shù)更多,間隔更小,在視覺(jué)上極易造成混亂,尤其是對(duì)384孔板的加樣過(guò)程中,很容易因無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別每個(gè)孔的位置而造成錯(cuò)加或漏加,但借助自動(dòng)化技術(shù)就可以輕松解決這一難題。例如實(shí)驗(yàn)員可將設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)流程或編輯好的 Excel文件直接導(dǎo)入控制軟件,無(wú)需手動(dòng)逐一輸入加樣參數(shù);操作過(guò)程中,儀器也可自動(dòng)記錄所有數(shù)據(jù),并在 Excel 文件中導(dǎo)出,方便查找和溯源,不會(huì)再因數(shù)據(jù)混亂而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

Chemspeed SWILE 自動(dòng)化操作平臺(tái)
力揚(yáng)攜手 Chemspeed 助攻新藥研發(fā)
力揚(yáng)企業(yè)是瑞士 Chemspeed 中國(guó)區(qū)的***指定的代理商,雙方合作長(zhǎng)達(dá)十余年之久。期間,力揚(yáng)企業(yè)攜手 Chemspeed 為眾多國(guó)內(nèi)企業(yè)提供了切實(shí)有效的自動(dòng)化解決方案,尤其是在化合物篩選領(lǐng)域,借助 Chemspeed 的獨(dú)家專利手段——頂置式稱重分配工具——進(jìn)行全自動(dòng)化的化學(xué)試劑分配過(guò)程,解決了水、氧敏感化合物存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移的難題,避免了在篩選過(guò)程中化合物中有害成分對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的健康危害等問(wèn)題。堅(jiān)持 “化繁為簡(jiǎn)” 的理念,讓新藥研發(fā)的速度和質(zhì)量邁上更高的臺(tái)階,是力揚(yáng)和 Chemspeed 雙方始終秉持的原則。
未來(lái),雙方將持續(xù)攜手構(gòu)建全自動(dòng)化、智能化的化合物管理系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類化合物 (包括不同性狀的固體、不同粘度的液體、微量固/液體等)的靈活儲(chǔ)存和管理,并將配合 Chemspeed豐富的高通量高產(chǎn)出的產(chǎn)品線組合,集成安全的樣品管理平臺(tái)以及精密的數(shù)據(jù)管理和處理軟件,嚴(yán)格管控化合物篩選的每個(gè)流程,確保每個(gè)步驟精準(zhǔn)無(wú)誤,為新藥研發(fā)提供強(qiáng)有力的幫助,助力醫(yī)藥行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。