用AI技術(shù)“返老還童”，Insilico的抗衰老研究已建立250多個(gè)產(chǎn)學(xué)合作

　　隨著(zhù)醫療保健行業(yè)與數據采集技術(shù)的發(fā)展，AI技術(shù)與生物醫療產(chǎn)業(yè)的結合呈現出巨大潛力，不僅在制藥領(lǐng)域中的取得了許多突破，在生物抗衰老的相關(guān)問(wèn)題上也開(kāi)始推進(jìn)更深層的研究。

　　自古以來(lái)，中國流傳著(zhù)長(cháng)生不老，求仙問(wèn)藥的故事。一家總部位于美國巴爾的摩的醫療與生物信息公司Insilico Medicine正在讓這些神話(huà)故事的場(chǎng)景走進(jìn)現實(shí)。

　　2014年，Insilico Medicine由創(chuàng )始人Alexander Zhavoronkov成立。該公司專(zhuān)注于運用AI技術(shù)發(fā)現新藥，延長(cháng)壽命，致力于個(gè)人健康管理和老齡化問(wèn)題的相關(guān)研究。

　　至今為止，Insilico Medicine公司已經(jīng)從Deep Knowledge Ventures，JHU A-Level Capital和Juvenescence等投資者中共籌集826萬(wàn)美元的資金。

　　據動(dòng)脈網(wǎng)從多家海外媒體獲悉，Insilico Medicine被界定為風(fēng)險資本市場(chǎng)一類(lèi)，是處于發(fā)育成長(cháng)期的新生高新技術(shù)企業(yè)進(jìn)行股份融資的市場(chǎng)。該公司在美國的主要競爭對手為Atomwise、twoXAR和Qrativ公司。

　　作為Insilico Medicine的CEO，Zhavoronkov在同期競爭對手中擁有最多的公司員工數量。近兩年中，他們總計獲得了680萬(wàn)美元的融資，為公司帶來(lái)了570萬(wàn)美元的收入。

　　高效團隊為核心力量

　　目前，Insilico Medicine在俄羅斯，英國，瑞士，波蘭和美國設有研究團隊，在加拿大，以色列，瑞士和中國開(kāi)展研發(fā)合作。

　　通過(guò)AI技術(shù)的應用，Insilico Medicine至今已建立250多個(gè)產(chǎn)學(xué)合作案，成功搭建在藥物研發(fā)和生物標記研發(fā)領(lǐng)域的應用，并成為制藥行業(yè)的創(chuàng )新驅動(dòng)者。

　　Insilico Medicine的經(jīng)驗團隊中包括主席Alexander Aliper，首席運營(yíng)官Qingsong Zhu以及創(chuàng )始人Zhavoronkov本人等。在加入該公司以前，Qingsong Zhu曾在約翰霍普金斯大學(xué)醫學(xué)院接受過(guò)博士后的培訓。

　　據動(dòng)脈網(wǎng)了解，Zhavoronkov在創(chuàng )業(yè)初期主要專(zhuān)注于老年化研究。通過(guò)收集大量不同年齡的健康和患病人群的多類(lèi)組學(xué)數據，利用機器對這些數據進(jìn)行綜合分析，從中找出與衰老和疾病有關(guān)的生物標記物。目前，Zhavoronkov和他的團隊通過(guò)與多個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的公司進(jìn)行合作，實(shí)踐和創(chuàng )新，力爭于發(fā)現抗衰考藥物，延緩患者壽命。

　　Zhavoronkov表示，醫藥研發(fā)是一項不容小覷的任務(wù)。每個(gè)藥物的研發(fā)費可達到26億美元，而在全球研發(fā)這些藥物的費用是1500億美元。這就解釋了為什么在2014年，總共只有46種新藥被推出。新藥研發(fā)的失敗率為92%。并且現實(shí)中有約6萬(wàn)種疾病。

　　由此可見(jiàn)，醫藥研發(fā)與人類(lèi)衰老的抗爭并不容易。Insilico Medicine公司以推廣AI技術(shù)為目的提升每個(gè)人的生命周期質(zhì)量(QALY)。目前，每提升一個(gè)單位QALY，將花費6萬(wàn)美元。而這將由新藥物的研發(fā)所引導。

　　此外，創(chuàng )始人Zhavoronkov的專(zhuān)業(yè)背景也支撐著(zhù)他在A(yíng)I技術(shù)和生物研究產(chǎn)業(yè)的探究與創(chuàng )新。今年才39歲的他，已經(jīng)擁有生物物理學(xué)博士，生物技術(shù)碩士學(xué)位和計算機科學(xué)學(xué)士，并在生物對象學(xué)和再生醫學(xué)領(lǐng)域擁有經(jīng)歷豐富的職業(yè)生涯。

　　作為世界衰老研究領(lǐng)域的知名學(xué)者，Zhavoronkov在2015年12月出版了《跨越衰老：生物醫學(xué)的進(jìn)步將如何改變全球經(jīng)濟》。書(shū)中所探討的視角涉及人體衰老的機理、政府感興趣的養老金制度改革、社會(huì )經(jīng)濟學(xué)家感興趣的老齡化人口增多等諸多問(wèn)題。在他看來(lái)，美國、日本等國家老齡化引發(fā)的社會(huì )、經(jīng)濟問(wèn)題，對中國有著(zhù)深刻的借鑒意義。

　　到2020年，中國60歲以上人口預計將達2.5億，中國將成為全球老齡化最為嚴重的國家之一，并由此帶來(lái)諸多負擔和問(wèn)題。而生物醫學(xué)中的抗衰老研究，將可能改變這一情況，它能夠推遲退休的標準年齡、甚至重新定義廣義上的“老齡人口”。

　　數據探測你的健康狀態(tài)

　　Zhavoronkov始終堅信AI技術(shù)是改善制藥行業(yè)，提高產(chǎn)業(yè)效率和降低衰老風(fēng)險的重要途徑。該公司利用自身對深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )機器學(xué)習的專(zhuān)長(cháng)，幫助它們進(jìn)行藥物研發(fā)，治療衰老疾病。

　　PHARMA.AI、Young.AI和NUTRIOMI是Insilico Medicine的三個(gè)重要產(chǎn)品：

　　PHARMA.AI：經(jīng)過(guò)調查發(fā)現，能夠同時(shí)具備多組學(xué)，藥物，臨床經(jīng)驗以及深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )知識的相關(guān)人員并不多。PHARMA.AI作為Insilico Medicine公司研發(fā)的項目之一，致力于緩解幾年來(lái)生物醫藥行業(yè)中專(zhuān)業(yè)人士匱乏的情況。

　　通過(guò)獲取數百萬(wàn)個(gè)統一的多組學(xué)數據和人類(lèi)數據樣本，PHARMA.AI能幫助世界各地的制藥，生物技術(shù)公司和學(xué)術(shù)團隊創(chuàng )建、培訓、出售或授權多種有關(guān)深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的解決方案。另外，PHARMA.AI研發(fā)的工具也有助于深入了解生物標志物，及發(fā)現新藥，未來(lái)將為癌癥和衰老相關(guān)的疾病制定出個(gè)性化的解決方案。

　　Young.AI Beta 1.0：Insilico Medicine于2017年9月推出Young.AI的beta 1.0版本。Young.AI作為一個(gè)可預測用戶(hù)年齡的智能平臺，其任務(wù)是通過(guò)控制用戶(hù)的健康和老齡化率，跟蹤時(shí)間變化等方式去優(yōu)化用戶(hù)的生活。這套算法的特點(diǎn)是能夠深度跟蹤數萬(wàn)甚至數百萬(wàn)個(gè)樣本的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。

　　該項目研究了21種常用的血液參數，如膽固醇、炎癥標志物(CRP)、血紅蛋白計數和白蛋白濃度以及其他17種化學(xué)指標。通過(guò)AI分析結合血液化學(xué)、年齡、種族和其他數據進(jìn)行對比，Young.AI為人類(lèi)制作出了 “第一個(gè)真正可靠的老化時(shí)鐘”的算法。據動(dòng)脈網(wǎng)了解，目前只需通過(guò)分析一滴血液就可以確定個(gè)人的壽命預期。

　　任何人都可以通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)其官方網(wǎng)站去了解他們的健康與未來(lái)，因為整個(gè)系統的分析是免費的。在使用該平臺的過(guò)程中，參與者必須對他的血液進(jìn)行18個(gè)參數的本地測試，然后將其結果上傳到官方站點(diǎn)，同時(shí)上傳一張照片用于視覺(jué)因素上的年齡評估。幾秒種后，網(wǎng)站即可返回報告。

　　如果得出用戶(hù)的生物年齡是大于他的實(shí)際年齡，Young.AI提出的報告將有效地幫助用戶(hù)采取必要措施，從而改善體內最弱的指標。

　　NUTRIOMI： 作為Insilico Medicine的另一個(gè)重要產(chǎn)品，NUTRIOMI致力于推廣飲食健康，減緩并預防常見(jiàn)的衰老現象。它的獨特之處是通過(guò)研究個(gè)人血液生化的數據去跟蹤用戶(hù)的衰老動(dòng)態(tài)。NUTRIOMI鼓勵人們以改善老齡化為目去采納正確的生活方式，保持飲食平衡，改善營(yíng)養狀況。

　　GAN讓Insilico Medicine脫穎而出

　　Insilico Medicine在制藥的行業(yè)中究竟占有什么優(yōu)勢呢?據了解，Insilico Medicine是首家應用“生成對抗網(wǎng)絡(luò )(GAN)”的公司，致力于對具有特定參數的分子結構進(jìn)行深度解析，預測治療效果最好的藥物分子。

　　被《麻省理工科技評論》評選為 2018 年十大技術(shù)之一的 GAN，其獨到之處在于能同時(shí)訓練兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )，一個(gè)是生成網(wǎng)絡(luò )，又稱(chēng)生成器，另一個(gè)是鑒別網(wǎng)絡(luò )，又稱(chēng)鑒別器。

　　我們對此概念提出了一個(gè)方便理解的比喻。 GAN的思想是是一種二人零和博弈思想(two-player game)，博弈雙方的利益之和是一個(gè)常數，比如兩個(gè)人掰手腕，假設總的空間是一定的，你的力氣大一點(diǎn)，那你就得到的空間多一點(diǎn)，相應的我的空間就少一點(diǎn)，相反我力氣大我就得到的多一點(diǎn)，但有一點(diǎn)是確定的就是，我兩的總空間是一定的，這就是二人博弈，但是總利益是一定的。GAN中的兩個(gè)博弈者，一個(gè)人是生成模型，另一個(gè)是鑒別模型。

　　生成模型從潛在空間中隨機采樣作為輸入，其輸出結果需要盡量模仿訓練集中的真實(shí)樣本。判別模型中的輸入則為真實(shí)樣本或生成網(wǎng)絡(luò )的輸出，其目的是將生成網(wǎng)絡(luò )的輸出從真實(shí)樣本中盡可能分辨出來(lái)。而生成網(wǎng)絡(luò )則要盡可能地欺騙判別網(wǎng)絡(luò )。兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )相互對抗、不斷調整參數，最終目的是使判別網(wǎng)絡(luò )無(wú)法判斷生成網(wǎng)絡(luò )的輸出結果是否真實(shí)。

　　運用GAN的最終目的是通過(guò)讓這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )相互對抗、競爭，卻又在互相學(xué)習的過(guò)程中，訓練出高質(zhì)量的人工智能。

　　GAN的最大的優(yōu)勢來(lái)自于判別器的引入，讓我們不用費盡心思為一些難以直接用數學(xué)公式衡量好壞的任務(wù)設計目標函數。有了GAN，我們便可以讓判別器來(lái)學(xué)習判斷圖像的風(fēng)格。

　　此外，Insilico Medicine在學(xué)術(shù)領(lǐng)域中也樂(lè )于分享研究成果，致力于與讀者保持長(cháng)期穩定的關(guān)系。該公司會(huì )定期在Oncotarget和Molecular Pharmaceutics發(fā)表開(kāi)創(chuàng )性論文，對他們的研究進(jìn)行總結歸納。

　　2016年，Insilico Medicine發(fā)表在Molecular Pharmaceutics上的論文展示了他們對深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的研究與應用。文章內提出運用轉錄反應數據對分子治療的類(lèi)別進(jìn)行預測。該文章獲得了美國化學(xué)學(xué)會(huì )編輯優(yōu)選獎。

　　2017年11月，Insilico Medicine發(fā)布了一篇關(guān)于對下一代AI的應用及區塊鏈技術(shù)和支持的新論文，致力于推廣用戶(hù)對個(gè)人數據的控制與管理。近期在老年學(xué)期刊上發(fā)表的論文也展示了該公司通過(guò)深度探究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )對病人的生理年齡的影響做出的合理評估。

　　可以看到，Insilico Medicine在A(yíng)I生物醫療和科技制藥方面為人類(lèi)帶來(lái)的貢獻。其公司理念、優(yōu)勢以及產(chǎn)品，都將為未來(lái)人類(lèi)健康管理和控制老年化問(wèn)題上打下強有力的基礎。

　　合作促進(jìn)醫療領(lǐng)域發(fā)展

　　至今，Insilico Medicine在新一代人工智能技術(shù)的應用方面已經(jīng)與11家研究所和制藥公司開(kāi)展了合作。其中，Insilico Medicine與Juvenescence公司的合作為該公司的產(chǎn)品研發(fā)帶來(lái)了巨大幫助。

　　Juvenescence作為一家專(zhuān)門(mén)為針對老齡化研究的公司提供金融投資的機構，優(yōu)先考慮和開(kāi)發(fā)AI技術(shù)與制藥行業(yè)的結合，為客戶(hù)與患者帶來(lái)最先進(jìn)的醫療服務(wù)。

　　據動(dòng)脈網(wǎng)了解，Juvenescence公司為Insilico Medicine帶來(lái)了深度學(xué)習研究的分子驗證技術(shù)以及推出了人類(lèi)衰老多模態(tài)生物標志物。

　　其董事長(cháng)James Mellon是來(lái)自英國的一位億萬(wàn)商人，承諾為人類(lèi)壽命研究做出支持和貢獻。他所帶來(lái)的專(zhuān)業(yè)知識，生物技術(shù)和制藥管理使公司提高了產(chǎn)業(yè)效率，專(zhuān)注于商業(yè)化潛力。Mellon于1978年畢業(yè)于英國牛津大學(xué)碩士學(xué)位。

　　2015年，Insilico Medicine在Palo Alto個(gè)性化醫學(xué)世界大會(huì )上榮獲“最具潛力公司”稱(chēng)號。

　　2016年， Insilico Medicine公司與新加坡的Asia Genomics公司聯(lián)合簽署了一項協(xié)議，共同致力于為亞裔人口研發(fā)先進(jìn)的抗衰老生物標記和個(gè)性化的長(cháng)壽技術(shù)，延長(cháng)亞裔人口壽命。

　　2017年，Insilico Medicine被NVIDIA創(chuàng )始人黃仁勛列為最具社會(huì )影響力的全球5大人工智能公司。2018年也被知名創(chuàng )投研究機構CB Insights譽(yù)為2018全球AI人工智能百強公司。

　　同年3月，Insilico Medicine作為人工智能先驅在臺灣成立亞洲第一座人工智能研發(fā)中心，宣布子公司“臺灣英科智能”在臺成立。

　　臺灣英科智能未來(lái)將專(zhuān)注于“生成對抗網(wǎng)絡(luò )(GAN)”的開(kāi)發(fā)和驗證服務(wù)，利用臺灣豐富的醫藥生技人才加強藥物化學(xué)的應用與學(xué)習，持續與亞洲生技，制藥和皮膚護理進(jìn)行密切的合作。

　　帶給中國創(chuàng )業(yè)者的思考

　　醫療產(chǎn)業(yè)的創(chuàng )新是基于合作和交流的。就如Insilico Medicine公司一樣，無(wú)論是人工智能技術(shù)還是大數據相關(guān)的研發(fā)，與多個(gè)領(lǐng)域的公司進(jìn)行研討、切磋會(huì )使想法付出于行動(dòng)，避免紙上談兵。

　　當然，定期以文字或多媒體的形式分享公司的研究成果也是與讀者保持互動(dòng)的最佳方式。不僅可以促進(jìn)醫療領(lǐng)域上的知識積累和發(fā)展，還會(huì )增加公司的可見(jiàn)度，吸引潛在投資方。