韩国历来重视手艺立异,并将其做为经济开展动力的核心,而AI造药做为人工智能与生物科技穿插交融的前沿,近年来遭到韩国政府、大型药企和投资机构的鼎力撑持。

2019年,韩国造定了“生物手艺开展战略”,提出大幅放宽限造以保障生物保健范畴研发和投资,好比采纳大幅缩短人工智能、数字立异医疗器械的批准和评估时间。

而去年一年,包罗Yuhan Corporation、大熊造药、HK inno.N、JW药业在内的韩国大型药企积极拥抱AI手艺,纷繁与AI平台企业合做停止新药研发。

按照CB Insights的统计,在2015-2020年全球AI造药行业投融资地域散布名单中,韩国仅次于美中英,位列第四。

在政策、财产、资金的三重搀扶下,韩国的AI造药企业异军突起。

而Syntekabio做为韩国AI造药范畴的佼佼者,不只获得了Yuhan、CJ Healthcare等药企的承认,更是成为韩国在该范畴首个也是目前独一一个上市公司。

Syntekabio 由Jongsun Jung 博士于2009年创建。他是一位具有丰硕学术和工业经历的生化计算科学家,曾担任美国国立卫生研究院 (NIH) 生物信息学博士后研究员和韩国国立卫生研究院高级研究员,指导过多个韩国政府在药物发现研发方面的项目。

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图:Jongsun Jung 博士

围绕人工智能药物发现手艺、超等计算根底设备和基因组三个方面,Syntekabio 相继推出多款手艺平台。基于小分子化合物、卵白量和基因组数据、依托超等计算机供给的庞大算力并应用深度进修算法,Syntekabio供给精准医疗、加速前期药物研发和后期临床试验等多项办事。

01、AI辅助药物研发平台

DeepMatcher™

DeepMatcher™ 操纵包罗约 10 亿个小分子化合物和约 1700 个靶点卵白量构造的数据库,通过深度进修算法,供给包罗苗头化合物挑选、验证到先导化合物优化阶段的新药辅助研发办事。

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图:DeepMatcher™的苗头化合物发现过程

Syntekabio 正在停止多个药物发现项目,包罗STB-C070(CLK2按捺剂)、STB-C017(IDO/TDO 双按捺剂)和 一种 FLT3 按捺剂(目前未公开),相关临床前试验将于 2023 年完毕。

NEO-ARS™

NEO-ARS™ 是一种用于预测新抗原的手艺平台。

在癌症的产生和增殖过程中会呈现数百种基因突变,那些基因突变会产生称为新抗原的异常卵白量片段,它们不存在于一般细胞中,仅在癌细胞中表达。

当新抗原在癌细胞中表达时,它们以与癌细胞外表的次要组织相容性复合体I型(MHC-1,Major Histocompatibility Complex-I)连系的形式呈现,并在抗原呈递细胞和细胞毒性T细胞之间彼此感化下,T细胞选择性地识别具有新抗原的癌细胞并诱导抗癌免疫。

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图:抗原免疫过程

因而,基于新抗原的免疫疗法可以针对每位患者差别的基因突变特征供给定造化治疗计划,从而为抗癌治疗开拓了新范式。

然而,为每个患者准确快速地找到特定的新抗原其实不容易。

Syntekabio开发了 NEO-ARS,基于癌症患者的肿瘤和血液基因组数据,高精度地预测新抗原。与传统的基于二维氨基酸序列信息预测的算法差别,NEO-ARS 通过预测三维卵白量构造的免疫原性来进步准确性。

目前,Syntekabio正在与韩国病院合做,通过大量实证数据不竭提拔NEO-ARS的性能。

GBL-ARS™

GBL-ARS™是一种用于遗传生物标记物标识表记标帜的主动陈述系统。Syntekabio操纵从早期临床试验中获得的药物反响性和基因组数据,从基因突变的角度发现生物标记物以预测药物疗效、进步后期临床试验的胜利率,也可实现基于生物标记物的适应症扩展、药物从头定位和临床失败药物的收受接管。

02、基因组营业

自创建之初,Syntekabio便将基因组做为营业重点。

Syntekabio搜集了来自全球差别种族的数千人的NGS测序数据,并操纵MAHA超算手艺停止基因组阐发,颠末阐发的数据由 Adiscan 引擎生成至数据库之中。

此外,在基因组手艺范畴,Syntekabio已有多篇生物信息学算法论文颁发在Science、Nature上。

基于上述数据和手艺积累,Syntekabio开发出了NGS-ARS™(Next generation sequencing automatic report system),通过内部开发的基因组图谱平台PMAP™,用于癌症药物挑选和稀有病诊断的精准医疗办事,NGS-ARS已被多家韩国病院利用。

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图:NGS-ARS工做流程

而在测序方面,Syntekabio 不断在开发基于全外显子组测序(Whole Exome Sequencing, WES)的 HLA、KIR、CYP 和 ABO 单体分型手艺。

所谓全外显子组测序,是指操纵序列捕捉手艺将全基因组外显子区域DNA(只占基因组的1%)捕捉富集后停止高通量测序,可以间接发现与卵白量功用变异相关的遗传变异(大约包罗85%的致病突变)。

全外显子组测序与全基因组测序都是可以快速且大量对停止DNA测序的新手艺,均为下一代测序手艺。

以人类白细胞抗原(HLA)分型为例,Syntekabio开发的Haplotyping,相关论文颁发在SCI期刊上,通过美国专利申请,已被韩国多个机构利用。

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图:Haplotyping的多种用处

基于大数据和算法,Haplotyping能够准确预测 HLA 的类型,以查抄器官移植所需的组织适应性,并供给与个别识别和疾病易感性相关的信息。

03、MAHA超等计算机

Syntekabio在AI药物平台和基因组方面获得的打破,离不开MAHA超等计算机的撑持.

MAHA超等计算手艺由从属于韩国政府的韩国电子通信研究院(ETRI)开发,用以更准确、更快速地处置和阐发数据,而做为ETRI孵化的企业,Syntekabio率先利用那一手艺。

公司官网称,与世界上更好的Lustre系统比拟,MAHA超等计算系统在存储空间、容量和性能方面愈加经济。

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图:MAHA性能表示

据领会,Syntekabio正在韩国建立一个额外的超等计算设备,将于 2023 年上半年落成,容量将达10000 个 GPU/CPU 单位,此中包罗在训练大规模语言模子方面愈加高效的AI芯片。

04、下一步战略:上云

去年12月,Syntekabio推出了全主动一站式人工智能药物发现办事STB CLOUD,通过创建基于云的主动药物发现系统,消弭了对当地化计算和数据存储的需求,同时允许未经培训的人士长途实时停止药物研发。

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图:STB CLOUD 办事流程

“研究人员仅需输入相关靶点名称,STB CLOUD即可生成一份包罗候选化合物信息在内的全面主动陈述。”Jongsun Jung 博士称。

Syntekabio的下一步工做将集中在开发 NEO-ARS™,那是一个完全主动化的新抗原预测云平台,能够通过火析从癌症患者的细胞或血液样本中获得的基因组测序数据来预测突变肽等新抗原候选物。

此外,Syntekabio还将通过集成 PGM-ARS ™和 NGS-ARS ™手艺来开展 STB CLOUD,以协助临床研究、精准医学撑持和生物标记物发现。

05、写在最初

韩国对生物科技的重视由来已久,早在1982年,韩国科学手艺部就将生物手艺列为国度科技开展战略项目之一,起头帮助基因工程项目。

1983年,韩国政府成立了国度基因工程中心(韩国生物科学和生物手艺研究院的前身),做为一个国度级研究中心停止生物手艺的研究。

数十年在生物手艺上的积累,加之近年来韩国在计算机、半导体范畴的优势,韩国的AI造药企业已成为全球财产格局中不成轻忽的一部门,其将来开展若何,值得我们拭目以待。

参考链接:

https://syntekabiousa.com/

https://www.biopharmatrend.com/post/625-democratizing-early-drug-discovery-through-artificial-intelligence-interview-with-syntekabio-ceo-jongsun-jung/

—The End—