免疫系統(tǒng),是人類抵御疾病的自然防線,其功能障礙是造成各類腫瘤、自身免疫性疾病、感染性疾病的核心原因,也對(duì)纖維化疾病和衰老的發(fā)展起到重要作用,影響著全球超過10億的患者。
由于人體免疫系統(tǒng)高度復(fù)雜,種類多達(dá)數(shù)十類且在不同組織器官環(huán)境有不同特征的免疫細(xì)胞族群,與每個(gè)細(xì)胞上決定其功能的數(shù)以萬計(jì)的蛋白質(zhì),共同形成了復(fù)雜的萬億關(guān)系級(jí)別的功能調(diào)控網(wǎng)絡(luò),并在不同人群中有各不相同的亞型。當(dāng)前的免疫調(diào)控藥物只針對(duì)這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)的通用人群、單一或少數(shù)靶點(diǎn)進(jìn)行調(diào)控,缺乏對(duì)病人亞群和疾病異質(zhì)性的精細(xì)設(shè)計(jì),不能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的靶向和完整的調(diào)控,造成了藥物的安全性、有效性特別是長期有效性的巨大挑戰(zhàn)。
面對(duì)免疫調(diào)控的行業(yè)難題,2022年9月9日,生物計(jì)算驅(qū)動(dòng)的突破創(chuàng)新藥物研發(fā)平臺(tái)公司BioMap百圖生科首次對(duì)外披露了基于生物計(jì)算引擎de novo設(shè)計(jì)的全新蛋白質(zhì)藥物——“ImmuBot”(免疫機(jī)器人),意圖實(shí)現(xiàn)對(duì)免疫系統(tǒng)的精準(zhǔn)重編程,治療上百種免疫相關(guān)疾病。當(dāng)天活動(dòng)現(xiàn)場,百圖生科北京中心實(shí)驗(yàn)室亦宣布正式運(yùn)營。
圖:百圖生科首席執(zhí)行官劉維
據(jù)百圖生科首席執(zhí)行官劉維介紹,ImmuBot平臺(tái)上的每個(gè)“機(jī)器人”藥物均由多個(gè)免疫功能彈頭、組織導(dǎo)航彈頭、微環(huán)境傳感器、可編程控制器等構(gòu)件組裝而成,具備彈頭高性能、組合多靶向、編程式控制、構(gòu)件式組裝4大創(chuàng)新特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)抗體藥物無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜作用機(jī)制,有望為大量未被滿足的臨床需求提供新的解決方案。
在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場,與會(huì)的著名學(xué)者亦對(duì)免疫調(diào)控問題的重要性和ImmuBot的創(chuàng)新性給出了高度評(píng)價(jià)。
圖:百圖生科科學(xué)顧問委員會(huì)主席詹啟敏院士
著名分子腫瘤學(xué)家、中國工程院院士,百圖生科科學(xué)顧問委員會(huì)主席詹啟敏院士表示,從大背景來看,當(dāng)前是中國健康事業(yè)發(fā)展的最佳歷史機(jī)遇期,百圖生科正在做的事情和國家提出的“四個(gè)面向”(“堅(jiān)持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康”)緊密相連,期待北京中心實(shí)驗(yàn)室成立之后百圖生科繼續(xù)瞄準(zhǔn)前沿,緊扣國家的需求,基于產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的機(jī)制,利用好北京的學(xué)術(shù)資源、企業(yè)資源,在人類消除疾病、促進(jìn)健康的事業(yè)上做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
圖:百圖生科免疫專家委員會(huì)主席董晨院士
國際著名免疫學(xué)專家、中國科學(xué)院院士、百圖生科免疫專家委員會(huì)主席董晨院士在現(xiàn)場進(jìn)行題為《免疫疾病解碼》的學(xué)術(shù)報(bào)告,介紹了免疫學(xué)的發(fā)展,免疫細(xì)胞的逐漸解碼和免疫疾病的精細(xì)化分型,免疫學(xué)研究已經(jīng)從細(xì)胞層面到現(xiàn)在的分子層面,或許即將迎來免疫3.0時(shí)代,即計(jì)算免疫學(xué)的到來,非常令人期待。
ImmuBot:一種基于生物計(jì)算引擎才能實(shí)現(xiàn)的全新藥物平臺(tái)
百圖生科是中國首家生物計(jì)算引擎驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新藥物研發(fā)平臺(tái),由百度創(chuàng)始人李彥宏于2020年創(chuàng)立。
自成立以來,百圖生科一直致力于結(jié)合前沿AI和生物技術(shù),構(gòu)建高通量干濕閉環(huán)的生物計(jì)算引擎,建模蛋白質(zhì)、免疫細(xì)胞、免疫系統(tǒng)的復(fù)雜規(guī)律。得益于生物計(jì)算引擎,ImmuBot具備四大功能特點(diǎn):
特點(diǎn)一是彈頭高性能?；谌斯ぶ悄艿膹?qiáng)大能力,ImmuBot為每一個(gè)靶點(diǎn)配備了恰當(dāng)親和力、精準(zhǔn)定表位、精準(zhǔn)功能激發(fā)的高性能彈頭,并可實(shí)現(xiàn)相對(duì)其他同族蛋白的高特異性設(shè)計(jì),從而極大提高有效性和安全性。
特點(diǎn)二是組合多靶向?；谏镉?jì)算引擎的靶點(diǎn)組合挖掘和多彈頭橋接藥物設(shè)計(jì),ImmuBot可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)組織特異性靶點(diǎn)、免疫功能靶點(diǎn)的組合靶向,使其具備強(qiáng)大的精準(zhǔn)靶向、免疫細(xì)胞招募、作用于多個(gè)免疫機(jī)制、防止耐藥逃逸等功能優(yōu)勢。
特點(diǎn)三是編程式控制。通過創(chuàng)新蛋白質(zhì)設(shè)計(jì),ImmuBot可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體微環(huán)境、細(xì)胞因子等的傳感器感知,實(shí)現(xiàn)AND、OR、IF等條件觸發(fā)功能,從而實(shí)現(xiàn)在特定疾病微環(huán)境內(nèi)激活、針對(duì)患者情況選擇性激活、序貫彈頭激活等高級(jí)功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)免疫系統(tǒng)的精準(zhǔn)重編程。
特點(diǎn)四是構(gòu)件式組裝。每個(gè)ImmuBot均由多個(gè)免疫功能彈頭、組織導(dǎo)航彈頭、微環(huán)境傳感器、可編程控制器在適合的底座上由生物計(jì)算引擎組裝而成,各類構(gòu)件均可預(yù)制、多次復(fù)用、快速組裝,不僅確保了單體藥物的最佳性能,而且?guī)碚w藥物研發(fā)10-100倍的效率提升,為針對(duì)細(xì)分人群、疾病亞型、罕見病的精細(xì)化藥物設(shè)計(jì)帶來新的可能。
突破性藥物研發(fā)的百圖之道
ImmuBot作為一種突破性藥物平臺(tái),開發(fā)之路充滿坎坷,百圖生科何以有信心實(shí)現(xiàn)其成功落地?
據(jù)劉維介紹,資產(chǎn)組合、引擎技術(shù)、生態(tài)平臺(tái)是其核心支撐。
基于免疫機(jī)器人技術(shù)平臺(tái)高效研發(fā)的特色優(yōu)勢,百圖生科正在構(gòu)建一個(gè)大型的創(chuàng)新藥物資產(chǎn)組合,包括10余類自主靶點(diǎn)挖掘項(xiàng)目、30余個(gè)構(gòu)件研發(fā)項(xiàng)目、10余個(gè)自主和合作藥物研發(fā)項(xiàng)目。這個(gè)大規(guī)模資產(chǎn)組合覆蓋了大批腫瘤和自免疾病,特別是中國高發(fā)的胃癌、肝癌等臨床需求強(qiáng)烈的病種,也覆蓋了近十種主要的免疫細(xì)胞、為每類免疫細(xì)胞準(zhǔn)備了創(chuàng)新的彈頭。
隨著大批構(gòu)件項(xiàng)目的研發(fā)推進(jìn),未來公司會(huì)自主或與合作伙伴聯(lián)合,高效地推出更多的藥物管線。目前,公司已在10余個(gè)項(xiàng)目上取得HIT、LEAD等進(jìn)展,預(yù)計(jì)明年將實(shí)現(xiàn)首批ImmuBot項(xiàng)目進(jìn)入全球臨床。
大規(guī)模資產(chǎn)組合背后,是AI大模型驅(qū)動(dòng)的高通量干濕閉環(huán)生物計(jì)算引擎。
這一引擎通過一系列底層技術(shù)創(chuàng)新的“大科學(xué)裝置”,包括:萬億關(guān)系的多組學(xué)免疫圖譜、千億參數(shù)的蛋白質(zhì)/免疫計(jì)算大模型、億級(jí)數(shù)據(jù)生產(chǎn)量的高通量免疫模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù),形成了高效的干濕閉環(huán),才能將解碼復(fù)雜免疫系統(tǒng)、de novo設(shè)計(jì)全新的蛋白質(zhì)藥物變?yōu)榭赡堋?/p>
為了加速ImmuBot的開發(fā),百圖生科還構(gòu)建了“卓越計(jì)劃”開放平臺(tái),與前沿生物技術(shù)專家、藥物開發(fā)專家和臨床專家等卓越開發(fā)者伙伴攜手合作,發(fā)揮各自優(yōu)勢,聯(lián)合開發(fā)更多疾病領(lǐng)域、更多調(diào)控機(jī)理的免疫機(jī)器人藥物。目前,已有30余個(gè)靶點(diǎn)挖掘、藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域的卓越開發(fā)者項(xiàng)目進(jìn)行中。
正如劉維所介紹:“百圖生科所開發(fā)的免疫機(jī)器人藥物,是高度復(fù)雜的創(chuàng)新蛋白質(zhì),大多在自然界中并不存在。由于不能依賴生物篩選的基礎(chǔ),其潛在設(shè)計(jì)空間趨于無限大,為設(shè)計(jì)帶來了極大的挑戰(zhàn)。
但生物計(jì)算的高效de novo設(shè)計(jì)能力,可以在超大算力的加持下,迅速對(duì)大量候選蛋白質(zhì)的各功能指標(biāo)、可開發(fā)性指標(biāo)等維度進(jìn)行評(píng)估,再通過高通量實(shí)驗(yàn)體系高速驗(yàn)證迭代收斂,使de novo設(shè)計(jì)成為可能。”
用生物計(jì)算,做First-in-class藥物,是AI藥物設(shè)計(jì)的最高理想。探索之路剛剛起步,未知世界仍然寬廣,但I(xiàn)mmuBot正在為人類健康帶來新的希望。
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