川观新闻记者 兰珍 文/图

近日,四川大学华西医院创新药物研究院院长、生物治疗全国重点实验室副主任杨胜勇教授荣获第四届全国创新争先奖状。他深耕新药研发三十余载,带领团队持续攻坚药物分子设计新方法与靶向新药创制。

他的办公室内,张贴着一幅醒目的全球TOP200畅销小分子药物榜单,被他视为每日必看的“启示录”;门外即是实验室,理论与实验研究在此无缝衔接。

40余人团队,建起新药研发全链条

杨胜勇的团队包含硕士、博士、博士后、研究人员共40余人。这般规模并非刻意求大,而是新药研发全链条建设的客观需要。从分子设计、化学合成,到生物活性测试、细胞与动物实验,各个环节环环相扣。杨胜勇没有让团队分散深耕单一环节,而是整合全部力量,打造出“从设计到实验”的完整研发链条。“全链条模式能让研发跑出‘加速度’,问题溯源也更清晰。”他说,“一旦出现问题,能够快速找到症结所在。”

研发链条越长,对各个环节的精度要求就越高。团队成员需要掌握生物、化学、药学、医学、计算机等多学科知识,团队负责人更需融会贯通、统筹把控。“基础理论是研发的基石,没有扎实的学科根基,科研之路走不远。”杨胜勇说。

这份寻根究底的科研执念,源于他20年前的加拿大科研经历。当时,导师要求他对每一次理论计算和实验结果严格把关、深究细研,成功要确认可复现,失败要深挖系统根源,绝不允许依靠试错、侥幸推进研究。这段经历让他深刻认识到,新药研发不靠运气,必须建立在对学科底层逻辑的透彻理解之上。秉持这一理念,杨胜勇回国后潜心深耕多年,带领团队攻克多项多学科难题,逐步搭建起完整的新药全链条研发体系。

实验室里,导师带领团队正在做新药研发。

十年攻关,构建全链条药物分子设计体系

2005年,生物治疗全国重点实验室启动筹建,杨胜勇作为引进人才加入实验室,投身新药研发一线。那是一个“创新药”尚属陌生词汇的年代,国内药研几乎被仿制药和改剂型产品主导,具备自主知识产权、瞄准全新靶点的1类新药,更是屈指可数。

而摆在他面前的难题是:计算工具碎片化、功能割裂,难以应对近乎无限的化学分子空间,更无法快速精准设计出全新骨架的活性化合物。

国外机构有上亿元的大型计算机集群系统,运算快、效率高;而当时杨胜勇的团队,最“高效”的设备是1台服务器和几台台式计算机,“硬件条件与国外差距太大!”他坦言。为了建好研发各环节,他带头与其他团队合作,硬啃多学科理论,一点一滴搭建基础。

功夫不负有心人。经过十余年持续攻关,团队在全球率先建立完整的药效团模型药物分子从头设计方法体系,包含五大核心模块:依托药效团模型设计全新分子,有效规避专利壁垒;提前预判分子可合成性,避免理论设计脱离实际;精准预测分子与蛋白结合强度,预判药效水平;提前评估药物分子吸收、分布、代谢、排泄及毒性特征,剔除先天缺陷候选分子;自动优化初筛分子,平衡药效、溶解性、毒性等多重指标。

这套工具并非停在纸上,而是可运行的平台。这些方法被多家知名药企与科研院所使用,国内外不少高校的本科药物化学课程也将其列为教学案例。

实验室里,导师带领团队正在做新药研发。

AI辅助,多款1.1类创新药进入临床试验

近两年,AI在图形图像识别、蛋白质结构预测等领域大放异彩。那么,AI能否直接“移植”到新药发现中?杨胜勇教授直指两大痛点:一是药物研发由于成本高的原因,实验数据少、样本稀疏;另一方面,因企业保密和知识产权保护等原因,进一步限制了能获取的数据量,导致AI“喂不饱”;二是药物与人体相互作用极其复杂,现有通用AI模型无法学习到这种复杂的关系,导致AI药物研发效果并不理想。

既然通用AI水土不服,团队便为药物研发“量身定制”专属AI模型,用最少的数据催生最具药效的全新分子。

这套“新方法+专属AI”的组合很快有了结果。团队与多家国内药企合作,5款1.1类药物已进入不同阶段的临床试验,例如,与四川本地企业合作的一款脑卒中1.1类新药,已完成I期临床试验,即将进入II期。脑卒中是全球第二大致死疾病,也是我国成年人致死、致残的首要病因。每5位死亡者中,至少有1人死于脑卒中。目前临床上尚缺乏有效的治疗药物。另一款针对噬血细胞综合征的1.1类新药,正在进行1b期临床试验。噬血细胞综合征是一种病情极为凶险的临床综合征,致死率高达50%以上,目前临床上也缺乏有效的治疗药物。杨胜勇教授这两款新药,将为患者带来希望。

新药研发道阻且长。“每款新药走向临床,都会历经多次失败和反复打磨。”杨胜勇感慨。当前我国创新药产业正从跟跑、并跑向领跑加速跨越,今年上半年创新药对外授权交易额约1100亿美元,再创历史新高。国内在研新药体量约占全球三成,位居世界第二,医药创新水平跻身全球前列。“越来越多自主创新药物落地临床、惠及患者,是新药研发工作者最大的骄傲。”