我国蛋白质市场发展分析:蛋白质的三维结构在药物研发等领域十分重要
蛋白质的三维结构决定了它在细胞中的功能。明确蛋白质的结构信息,在药物研发等领域十分重要。传统上,研究人员使用X射线晶体学等手段测定蛋白质结构,耗时费力且花销不菲,却常无法获得所需结果。“阿尔法折叠”通过学习实验测定出的蛋白质结构信息,来预测其他蛋白质的三维结构,其预测准确度相当高。欧洲生物信息学研究所的数据显示,阿尔法折叠有35%的预测是高度准确的,可媲美实验测定结果;另有45%的预测足以在很多场景使用。
人工智能极大提升了蛋白质结构预测的效率,这也是AI预测蛋白质结构近几年被人熟知的原因,但其背后的计算生物学却已经历多年发展。计算生物学是根据不同类型的生物数据构建算法和模型,从而理解生物系统本身,并推进相关研究及应用的学科。
随着人工智能的发展,计算生物学正在被激活。2021年美国市场投向计算生物学公司的金额达到59亿美元,一年增长高达3倍,超过非计算生物学公司投资的两倍。在2019年以来首次完成种子轮/A轮融资的707家生物制药和研发工具公司中,计算生物学公司有129家,占比为18%。2021年对计算生物学公司的投资额激增,几乎是2019年和2020年募集资金总和的两倍。
在我国,各研究机构和企业也正开展相关布局。如近日,人工智能产业研究院孵化的AI制药企业华深智药对外宣布,其在AI和生命科学结合领域取得突破:研究人员在蛋白质结构预测方面开发出全新技术。据华深智药官方介绍,该技术仅从单条蛋白序列就能预测出蛋白质3D结构的算法。
加速药物研发、为精准医疗提供助力
计算生物学正在改善传统制药行业高投入、高技术、高风险、长周期的特性,加速药物研发过程。有分析机构认为,目前我国计算生物学发展的主要方向仍是AI制药,相关创业公司在2017—2021年呈现出爆发式增长,且都已获融资。从商业模式上看,整个行业以面向企业提供服务为主。
据中经产业信息研究网发布的《中国蛋白质市场深度调研及投资策略分析报告》显示:有分析机构认为,在应用方面,计算生物学产业可大致分为三类:一是计算推演生物性质及原理,如蛋白质结构预测、致病机理研究、蛋白质相互作用预测、抗体和抗原的表位预测、基于基因组学寻找疾病成因或寻找新型的生物标志物等。二是搭建预测及判断模型,如AI制药中基于靶点的化合物性质预测,疾病诊断、监控、治疗建模,涵盖细胞、器官、人体的生物模拟器等。三是对生物体进行控制改造,如新疗法、药物开发、精准医疗和生物制造。其中精准医疗或将成为计算生物学长期的重点发力方向。在这个方向上,国外已出现了基于多组学布局的企业。