开发AlphaFold的谷歌如何涉足生物医药行业

在生命科学领域，谷歌最广为人知的成就是AlphaFold。2020年底，AlphaFold显示能够进行高精度蛋白质结构预测。

此外就是在2021年11月，谷歌宣布成立一家子公司Isomorphic Labs，尝试使用人工智能来发现新药。

而这些仅仅是冰山一角。本文整理了谷歌在生物医药行业多年来的渗透和密集布局。

（1） 成立制药公司

Isomorphic Labs是谷歌进军药物发现的子公司。

2021年11月5日，DeepMind的创始人兼首席执行官Demis Hassabis宣布，他们成立了一家名为Isomorphic Labs的新药发现公司，尝试使用人工智能来发现新药。

公司名称“isomorphic(译为同构)”反映了Hassabis的信念，即生物系统和信息科学原则上可以共享一些共同的底层结构，数学家将这种情况描述为两个系统之间的同构映射。

该公司将以DeepMind进行的研究为基础，从头开始重新构想整个药物发现过程，建模和理解生命的一些基本机制。(参见谷歌母公司推出AI驱动的药物发现初创公司Isomorphic Labs)

Demis Hassabis说：“生物学可能过于复杂和混乱，无法被封装为一组简洁的数学方程。但正如数学被证明是物理学的正确描述语言一样，生物学也可能成为人工智能应用的完美类型。

人工智能方法将越来越多地不仅用于分析数据，还可用于构建复杂生物现象的强大预测和生成模型。AlphaFold2是重要的第一个证明点，但还有更多。”

事实上，谷歌与制药行业渊源颇深。 

早在2013年，谷歌成立了一家专注于衰老和长寿的制药公司Calico，由基因泰克前首席执行官(1995年至2009年期间) Arthur D. Levinson担任首席执行官。2018年6月，艾伯维和Calico宣布在2014年合作的基础上，扩展肿瘤学和神经科学疾病的早期项目的合作。

2015年，Alphabet创立了Verily Life Sciences (前身为 Google Life Sciences)。Verily主要从事临床研究技术的改进，也关注早期药物发现 (后文有介绍)。Verily与欧洲制药巨头GSK合作成立了一家新药公司Galvani Bioelectronics，以开发“生物电子药物”，这家新公司由GSK全球疫苗业务前主席担任主席。

此外，谷歌客户解决方案总裁Mary Ellen Coe是默克公司董事会成员。

通过Calico和Verily，谷歌开始建立自己的制药管线。

（2）布局制药关键环节

除了直接涉足药物开发，谷歌大量参与制药行业的投资及合作，布局制药关键环节。

药物发现

谷歌通过Google Ventures (GV) 投资了许多知名的药物发现公司，个别投资通过其专注于人工智能的风险基金 Gradient Ventures进行。

BenchSci

BenchSci用人工智能辅助抗体选择。BenchSci的AI可以像生物学家一样阅读生物医学论文，来了解哪些抗体已成功用于哪些实验。与传统的抗体搜索工具不同，BenchSci 从已发表的实验中提取抗体规格，使用专有的抗体特异性机器学习模型，将抗体与实验环境联系起来。

2019年6月25日，BenchSci宣布从谷歌专注于人工智能的风险基金Gradient Ventures获得投资。

DNAnexus

基于云的生物医学数据分析公司DNAnexus从多组学、临床和表型数据中获得关键的见解，以加快新型疗法的开发和交付。

2022年3月8日，DNAnexus宣布完成一轮2亿美元的融资，以加快其技术的全球应用，将复杂的多组学和临床数据转化为切实的见解和个性化治疗。现有投资者GV参与。

Insitro

Insitro是一家由数据驱动的药物发现和开发公司，旨在使用机器学习和高通量生物学技术来改变药物发现的方式。该公司正在应用生物工程领域最先进的技术来创建海量数据集，将机器学习方法应用于药物研发。

2019年4月，Insitro获得了超过1亿美元的A轮投资，GV是投资方之一。2021年3月，GV继续参与Instro的4亿美元的C轮投资。

Ventus

Ventus Therapeutics利用结构生物学和计算工具识别和开发小分子药物，其ReSOLVE平台可以发现和表征蛋白质表面以前未知或不甚了解的口袋，并确定能以最佳亲和力与这些口袋结合的小分子。ReSOLVE旨在通过使用蛋白质的结构信息来推断多种构象状态和每种构象的溶解结构，从而实际筛选由几十亿个化合物组成的库。

2022年2月9日，Ventus宣布完成1.4亿美元的C轮融资，GV参与。

晶泰科技 (XtalPi)

晶泰科技的智能药物研发平台将基于云端超算数字化研发工具与先进的实验能力进行整合，形成高精度预测与针对性实验相互印证、相互指导的研发系统。晶泰科技已建立起一整套量子物理干实验室与先进湿实验室紧密结合的研发迭代流程，挑战传统研发的效率瓶颈，赋能新药研发实现创新速度与规模的突破。

2018年1月，谷歌参与了晶泰科技的B轮投资。

ZebiAI

ZebiAI Therapeutics的核心技术是将ML算法应用于来自DNA编码库 (DEL) 筛选的大量高质量蛋白质-小分子相互作用数据。ZebiAI于2019年推出，与谷歌和X-Chem建立了合作伙伴关系。

2020年1月14日，ZebiAI宣布与Google Accelerated Science签署一项多年服务和合作协议，专注于解锁新的治疗靶点和改变小分子药物发现。公司正在将机器学习和DNA编码库技术结合到人工智能驱动的药物发现中，并推动化学探针的应用。

LifeMine

生物制药公司LifeMine专有的、进化驱动的基因组药物发现平台Avatar-Rx无缝整合了高通量微生物学、数据科学和人工智能、基因组工程和自动化技术，在真菌生物中搜索具有预定目标和生物功能的新型基因组编码的小分子，然后利用合成生物学在几个月的时间内从其进化来源中检索这些小分子。

2022年3月23日，LifeMine Therapeutics宣布完成了1.75亿美元的C轮融资，现有的投资者GV参与其中。

Seismic

Seismic Therapeutic在整个生物药发现过程中整合机器学习，以加速免疫学药物开发。Seismic将机器学习与生物制剂药物发现的关键要素 (结构生物学、蛋白质工程和转化免疫学) 充分整合，来应对生物制剂发现和开发的核心挑战，从而加速优化疗法开发。

2022年2月9日，Seismic宣布完成1.01亿美元的A轮融资，新投资者GV参与。 

临床试验

Verily是Alphabet进军临床试验的子公司，建立了一套生物数据映射和强大的计算工具来探索未解决的医学问题，通过智能使用数据、创造性协作和出色的技术能力来加速和改进临床研究。过去几年里，许多大型制药公司一直在与Verily合作，使用数字平台来简化和加速临床试验。 

2021年，时任美国FDA第一副专员 (Principal Deputy Commissioner) 兼代理首席信息官 (acting Chief Information Officer) 的Amy Abernethy 离开FDA，担任Verily的临床研究业务总裁。

Verily已经筹集了超过10亿美元的资金。

真实世界研究

Flatiron Health是一家健康科技公司，致力于帮助癌症中心的发展，通过临床和数据科学，将患者体验转化为真实世界证据，以改进治疗和推进研究。

2014年5月，Flatiron Health筹集1.3亿美元的B轮融资，由GV领投，目标是创建世界上最大的结构化真实世界肿瘤学数据和情报库。

药物交付

不仅药物研发可以产生大量数据，药物的治疗和营销过程也都会产生大量数据。

2019年6月18日，赛诺菲和谷歌宣布将建立一个新的虚拟创新实验室，旨在通过利用新兴数据技术的力量从根本上改变未来药品和医疗服务的交付方式。此次合作旨在改变赛诺菲开发新疗法的方式，并将重点关注三个关键目标：更好地了解患者和疾病、提高赛诺菲的运营效率、以及改善赛诺菲患者和客户的体验。

赛诺菲和谷歌还计划将人工智能应用于各种数据集，以更好地预测销售并为营销和供应链工作提供信息。使用人工智能将考虑实时信息以及地理、物流和制造限制，提高这些复杂活动的准确性。

（3）涉足多种治疗方式

基因治疗

2021年5月6日，将人工智能应用于基因治疗的Dyno Therapeutics在A轮融资中筹集了1亿美元，GV参与该轮融资。

Fulcrum Therapeutics专注于基因治疗，通过改变疾病中的基因调控来开发新药。2017年5月，Fulcrum Therapeutics获得GV的A轮资金支持。

单克隆抗体

Arsanis公司设计和开发单克隆抗体，阻止严重感染。2017年4月26日，Arsanis完成了4550万美元的D轮融资，GV参与。

细胞治疗

PACT Pharma开发用于根除实体瘤的个性化neoTCR-T细胞疗法，并使用其专有的尖端 (非病毒) 精密基因组工程技术为每个人制造个性化的免疫细胞治疗产品。

2016年12月20日和2018年5月25日，GV分别投资了PACT Pharma的A轮和B轮。

疗法组合

免疫肿瘤学初创公司Arcus Bioscience成立于2015年，专注于开发高度可组合、一流的癌症疗法。

2017年11月13日，Arcus完成由GV牵头的1.07亿美元的C轮融资。

（4）药物研发未来布局

AlphaFold

DeepMind的最新突破AlphaFold是谷歌在生命科学领域最广为人知的成就。

AlphaFold将结构预测策略提升到了一个新的水平。即便其目前还存在许多功能的边界，在诸如处理具有多个功能域或高度动态结构的复杂蛋白质时仍有困难，但AlphaFold仍然永远地改变了结构生物学的发展进程。AlphaFold也为靶点发现和药物设计打开了一个新的世界，即便目前对药物发现的影响还是渐进式的。

量子计算

2021年1月11日，勃林格殷格翰宣布与 Google Quantum AI (Google) 达成为期三年的合作协议，专注于研究和实施用于药物研发的量子计算前沿用例，特别包括分子动力学模拟。新的合作伙伴关系将勃林格殷格翰在计算机辅助药物设计等领域的领先专业知识与谷歌在量子计算机和算法方面的杰出资源相结合。勃林格殷格翰是全球首家与谷歌在量子计算领域联手的制药公司。

联邦学习

Owkin正在使用联邦学习技术建立全球研究网络，在数据安全和隐私保护的研究平台上，连接数据科学家、临床医生、研究人员和制药公司，利用机器学习为患者开发更好的药物。

2020年5月，OWKIN获得了2500万美元的投资，先前的投资者GV继续投资。

而联邦学习技术，本身就是谷歌于2016年提出并开发的。

（5）制药与强大的搜索引擎结合

负面信息同时存在。

有报道称，谷歌已经从非法在线药店获得了超过10亿美元的收入，与天然健康的内容不同，这些药店没有被搜索结果屏蔽或从谷歌的自动完成功能中删除。美国司法部计划以罚款的形式收回约5亿美元的非法利润 (尚未执行)。

诺华全球开发业务负责人Badhri Srinivasa称，谷歌在“吸引”患有哮喘症状的用户，例如，向他们推荐哮喘药物，这将使其子公司Verity和谷歌在经济上受益。

有报道称，谷歌已经承认，它计划阻止其搜索引擎结果，以支持自己的制药公司生产的药物和疫苗，包括Verily的产品。

（6）制药新物种

多年来，谷歌在制药行业活动频繁。

总体来看，其涉猎范围已经远远超过一家中等规模制药公司的活动和能力范围。这个过程或许为谷歌积累和储备了人才，同时使其了解和熟悉了制药流程。当AI到来后，谷歌进一步加快了进军制药行业的步伐。

与纯粹的投资机构不同，谷歌直接参与药物的开发；与聚焦特定研发环节的CRO不同，谷歌全流程全方位参与制药；而在业务模式上，谷歌并非与传统的制药公司一样，开发出新药才能获得利润。

未来，一个集成了互联网和AI的所有功能、以及多种制药技术和业务的新型公司 (生态系统) 将会浮出水面，它的名字叫做谷歌制药。