百圖生科劉維：用生物計算解碼複雜免疫系統

*【環球網科技報道 記者 鄭湘琪】*在數字經濟浪潮下，生命科學、醫療健康等領域呈現出新態勢，大數據、人工智能（AI）、雲計算等技術正重構生命科學研發信息系統，從而加速生命科學研發。IDC於2021年進行的一項調查顯示，數據分析和AI是生命科學研發的優先投資領域。未來12個月內，生命科學行業在AI方面的支出將增長65%。

“無論是腫瘤等疾病的治療，還是對免疫系統的調控，都需要創新型技術。”百圖生科首席執行官劉維表示，全球範圍內創新型的藥物技術層出不窮，在新的技術創新機遇下，生命科學領域藴藏着中國企業彎道超車的機會。

據劉維介紹，作為一家生物計算引擎驅動的創新藥物研發平台公司，百圖生科結合前沿AI和生物技術，構建高通量乾濕閉環的生物計算引擎，建模蛋白質、免疫細胞、免疫系統的複雜規律，從而開發全新的蛋白質藥物。

免疫機器人：基於生物計算引擎

談到免疫系統，劉維坦言，“人體免疫系統高度複雜，多達數十類且在不同組織器官環境有不同特徵的免疫細胞族羣，與每個細胞上決定其功能的數以萬計的蛋白質，共同形成了複雜的萬億關係級別的功能調控網絡，並在不同人羣中有各不相同的亞型。所以，只針對這個複雜系統內的通用人羣、單一或少數靶點進行調控的免疫調控藥物，缺乏對病人亞羣和疾病異質性的精細設計，不能實現精準的靶向和完整的調控。”

基於此，百圖生科基於生物計算引擎de novo設計出全新蛋白質藥物平台——“ImmuBot”（免疫機器人），並於近日正式發佈。據悉，ImmuBot平台上的每個“機器人”均由多個免疫功能彈頭、組織導航彈頭、微環境傳感器、可編程控制器等構件組裝而成，具備彈頭高性能、組合多靶向、編程式控制、構件式組裝4大創新特點，有望為大量未被滿足的臨牀需求提供新的解決方案。

具體而言，在彈頭高性能方面，基於AI能力，ImmuBot為每一個靶點配備了恰當親和力、精準定表位、精準功能激發的高性能彈頭，並可實現相對其他同族蛋白的高特異性設計，從而大幅提高有效性和安全性。

在組合多靶向方面，劉維表示，基於生物計算引擎的靶點組合挖掘和多彈頭橋接藥物設計，ImmuBot可實現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靶向、免疫細胞招募、作用於多個免疫機制、防止耐藥逃逸等功能優勢。

而在編程式控制方面，ImmuBot通過創新蛋白質設計，可以實現對人體微環境、細胞因子等的傳感器感知，實現AND、OR、IF等條件觸發功能，從而實現在特定疾病微環境內激活、針對患者情況選擇性激活、序貫彈頭激活等高級功能，從而實現對免疫系統的精準重編程。

此外，在構件式組裝方面，每個ImmuBot均由多個免疫功能彈頭、組織導航彈頭、微環境傳感器、可編程控制器在適合的底座上由生物計算引擎組裝而成，各類構件均可預製、多次複用、快速組裝，不僅確保了單體藥物的最佳性能，而且帶來整體藥物研發的效率提升，為針對細分人羣、疾病亞型、罕見病的精細化藥物設計帶來新的可能。

在ImmuBot背後，AI大模型驅動的高通量乾濕閉環生物計算引擎扮演着至關重要的角色。百圖生科首席AI科學家宋樂告訴記者，生物計算引擎包含三大基礎設施，分別為萬億關係的多組學免疫圖譜、千億參數的蛋白質/免疫計算大模型、億級數據生產量的高通量免疫模擬實驗系統，三者形成高效的乾濕閉環，從而解碼複雜免疫系統並賦能藥物設計。

值得一提的是，在該體系中，千億級大模型處於核心地位。“它嘗試吸收、精細化整理免疫知識圖譜裏面的信息，並和高通量閉環交互迭代提升表現。這一大模型某種程度上也嘗試模擬人體多尺度的複雜系統，會對四個不同尺度的信息進行建模，形成四層嵌套的大模型體系，從內到外分別是蛋白質序列模型、蛋白質相互作用模型、細胞層面模型、細胞系統層面模型。”宋樂説。

研發提速：首批項目2023年進入臨牀

目前，百圖生科將自己定位為“生物計算引擎驅動的創新藥物研發平台”，具體而言，即用生物計算解碼免疫系統，並用新的技術平台去做創新藥研發。

“在生命科學這個行業，藥企是高度擁抱創新的。基於免疫機器人技術平台，百圖生科正在構建一個大型的創新藥物資產組合，包括10餘類自主靶點挖掘項目、30餘個構件研發項目、10餘個自主和合作藥物研發項目。”劉維表示，這個資產組合覆蓋了大批腫瘤和自免疾病，覆蓋了近10種主要的免疫細胞，併為每類免疫細胞準備了創新的彈頭。

他透露，隨着大批構件項目的研發推進，未來公司會自主或與合作伙伴聯合，高效地推出更多的藥物管線。目前，百圖生科已在10餘個項目上取得HIT、LEAD等進展，預計明年將實現首批ImmuBot項目進入全球臨牀。

為了加快項目進度，百圖生科還構建了“卓越計劃”開放平台，與前沿生物技術專家、藥物開發專家和臨牀專家等開發者夥伴合作，聯合開發更多疾病領域、更多調控機理的免疫機器人藥物。目前，已有30餘個靶點挖掘、藥物設計領域的卓越開發者項目進行中。

此外，百圖生科還於近日正式啓動其北京中心實驗室，與蘇州研發中心實驗室共同為ImmuBot免疫機器人研發賦能。北京實驗室將作為其自主研發的“高通量免疫實驗系統”的核心基地，通過融合基因編輯、類器官、機器視覺、單細胞組學、自動化等一系列技術，實現對人體免疫系統的高度仿真，從而為免疫靶點發現、免疫機器人藥物驗證提供關鍵的乾濕閉環能力。

據瞭解，該實驗室每年能產生上億條真實世界的數據，高度還原對人體免疫細胞的編輯、擾動，高效地進行大量實驗驗證，並使用疊加了領域知識的AI大規模預訓練模型對免疫細胞、免疫系統進行高速分析，所有的實驗效果都可反饋到生物引擎用於持續的迭代。劉維表示，“百圖生科將基於北京實驗室每年產生的上億組實驗數據，加速解碼免疫的過程，幫助患者解決免疫相關問題。”