2022年9月9日,生物計算引擎驅(qū)動的突破創(chuàng)新藥物研發(fā)平臺百圖生科正式啟動其北京中心實驗室,并首次對外披露其基于生物計算引擎de novo設(shè)計的全新蛋白質(zhì)藥物——“ImmuBot”(免疫機器人),意圖實現(xiàn)對免疫系統(tǒng)的精準(zhǔn)重編程,治療上百種免疫相關(guān)疾病。
百圖生科北京中心實驗室坐落于海淀區(qū)核心區(qū),建筑面積超過5000平方米。該實驗室將作為百圖生科自主研發(fā)的“高通量免疫實驗系統(tǒng)”的核心基地,通過融合基因編輯、類器官、機器視覺、單細(xì)胞組學(xué)、自動化等一系列先進(jìn)技術(shù),實現(xiàn)對人體免疫系統(tǒng)的高度仿真,從而為免疫靶點發(fā)現(xiàn)、免疫機器人藥物驗證提供關(guān)鍵的干濕閉環(huán)能力,與百圖生科蘇州研發(fā)中心的數(shù)千平實驗室所建設(shè)的高通量蛋白質(zhì)系統(tǒng)一道,為百圖生科的ImmuBot免疫機器人研發(fā)提供關(guān)鍵助力。
據(jù)悉,百圖生科將基于北京中心實驗室實現(xiàn)每年上億組的實驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生,加速解碼免疫的過程。
實驗室每年能產(chǎn)生上億條真實世界的數(shù)據(jù),可以高度還原對人體免疫細(xì)胞的編輯、擾動,高效地進(jìn)行大量實驗驗證,并使用疊加了領(lǐng)域知識的AI大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型對免疫細(xì)胞、免疫系統(tǒng)進(jìn)行高速分析,所有的實驗效果都可以反饋到生物引擎用于持續(xù)的迭代。
圖:百圖生科首席執(zhí)行官劉維
正如百圖生科CEO劉維在會上所言:“用計算解碼免疫,為全球超十億受免疫疾病影響的患者帶來新可能,百圖生科正在全力以赴。”
現(xiàn)場與會的著名學(xué)者,亦對免疫調(diào)控問題的重要性和ImmuBot的創(chuàng)新性給出了高度評價。
圖:百圖生科科學(xué)顧問委員會主席詹啟敏院士
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)展的最佳歷史機遇期,百圖生科正在做的事情和國家提出的“四個面向”(“堅持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康”)緊密相連,期待北京中心實驗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主席董晨院士在現(xiàn)場進(jìn)行了題為《免疫疾病解碼》的學(xué)術(shù)報告,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時代,即計算免疫學(xué)的到來,非常令人期待。
北京中心實驗室落成運營,“解碼免疫”再提速
百圖生科(BioMap)是中國首家生物計算引擎驅(qū)動的創(chuàng)新藥物研發(fā)平臺,由百度創(chuàng)始人李彥宏于2020年創(chuàng)立。
自成立以來,公司便致力于結(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,從而開發(fā)全新的蛋白質(zhì)藥物,重編程免疫系統(tǒng)、治療數(shù)十種免疫相關(guān)疾病。
2021年,百圖生科與海淀區(qū)政府達(dá)成戰(zhàn)略合作,在海國投貝倫產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)5000平米的百圖生科北京中心實驗室。
這也是百圖生科自蘇州工業(yè)園區(qū)研發(fā)中心6000平米實驗室之后,建設(shè)的又一個大型研發(fā)中心。該實驗室內(nèi)部設(shè)有大規(guī)模高通量自動化驗證實驗室、CLIA標(biāo)準(zhǔn)組學(xué)實驗室、微流控芯片實驗室、類器官實驗室、免疫細(xì)胞和基因編輯技術(shù)實驗室等一系列研究實驗室,通過自主研發(fā)的高通量CRISPR系統(tǒng)、類器官系統(tǒng)、微流控系統(tǒng)、計算光學(xué)系統(tǒng),為百圖生科解碼免疫系統(tǒng)、打造高通量干濕閉環(huán)的生物引擎提供關(guān)鍵能力。
“ImmuBot”:為全球超十億患者創(chuàng)造新的生命可能
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,與每個細(xì)胞上決定其功能的數(shù)以萬計的蛋白質(zhì),共同形成了復(fù)雜的萬億關(guān)系級別的功能調(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)控藥物只針對這個復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)的通用人群、單一或少數(shù)靶點進(jìn)行調(diào)控,缺乏對病人亞群和疾病異質(zhì)性的精細(xì)設(shè)計,不能實現(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)。
面對免疫調(diào)控的行業(yè)難題,百圖生科基于生物計算引擎de novo設(shè)計的“ImmuBot”,具備四大功能特點:
特點一是彈頭高性能?；谌斯ぶ悄艿膹姶竽芰?ImmuBot為每一個靶點配備了恰當(dāng)親和力、精準(zhǔn)定表位、精準(zhǔn)功能激發(fā)的高性能彈頭,并可實現(xiàn)相對其他同族蛋白的高特異性設(shè)計,從而極大提高有效性和安全性。
特點二是組合多靶向?；谏镉嬎阋娴陌悬c組合挖掘和多彈頭橋接藥物設(shè)計,ImmuBot可實現(xiàn)對多個組織特異性靶點、免疫功能靶點的組合靶向,使其具備強大的精準(zhǔn)靶向、免疫細(xì)胞招募、作用于多個免疫機制、防止耐藥逃逸等功能優(yōu)勢。
特點三是編程式控制。通過創(chuàng)新蛋白質(zhì)設(shè)計,ImmuBot可以實現(xiàn)對人體微環(huán)境、細(xì)胞因子等的傳感器感知,實現(xiàn)AND、OR、IF等條件觸發(fā)功能,從而實現(xiàn)在特定疾病微環(huán)境內(nèi)激活、針對患者情況選擇性激活、序貫彈頭激活等高級功能,實現(xiàn)對免疫系統(tǒng)的精準(zhǔn)重編程。
特點四是構(gòu)件式組裝。每個ImmuBot均由多個免疫功能彈頭、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,為針對細(xì)分人群、疾病亞型、罕見病的精細(xì)化藥物設(shè)計帶來新的可能。
正如劉維所介紹:“百圖生科所開發(fā)的免疫機器人藥物,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)計空間趨于無限大,為設(shè)計帶來了極大的挑戰(zhàn)。
但生物計算的高效de novo設(shè)計能力,可以在超大算力的加持下,迅速對大量候選蛋白質(zhì)的各功能指標(biāo)、可開發(fā)性指標(biāo)等維度進(jìn)行評估,再通過高通量實驗體系高速驗證迭代收斂,使de novo設(shè)計成為可能。”
用生物計算,做First-in-class藥物,是AI藥物設(shè)計的最高理想。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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