百图生科发布新型药物平台“ImmuBot”，开发免疫机器人重编程免疫系统

免疫系统, 是人类抵御疾病的自然防线, 其功能障碍是造成各类肿瘤、自身免疫性疾病、感染性疾病的核心原因, 也对纤维化疾病和衰老的发展起到重要作用, 影响着全球超过 10 亿的患者。

由于人体免疫系统高度复杂, 种类多达数十类且在不同组织器官环境有不同特征的免疫细胞族群, 与每个细胞上决定其功能的数以万计的蛋白质, 共同形成了复杂的万亿关系级别的功能调控网络, 并在不同人群中有各不相同的亚型。当前的免疫调控药物只针对这个复杂系统内的通用人群、单一或少数靶点进行调控, 缺乏对病人亚群和疾病异质性的精细设计, 不能实现精准的靶向和完整的调控, 造成了药物的安全性、有效性特别是长期有效性的巨大挑战。

面对免疫调控的行业难题,2022 年 9 月 9 日, 生物计算驱动的突破创新药物研发平台公司 BioMap 百图生科首次对外披露了基于生物计算引擎 de novo 设计的全新蛋白质药物 --"ImmuBot"(免疫机器人), 意图实现对免疫系统的精准重编程, 治疗上百种免疫相关疾病。当天活动现场, 百图生科北京中心实验室亦宣布正式运营。

图: 百图生科首席执行官刘维

据百图生科首席执行官刘维介绍,ImmuBot 平台上的每个"机器人"药物均由多个免疫功能弹头、组织导航弹头、微环境传感器、可编程控制器等构件组装而成, 具备弹头高性能、组合多靶向、编程式控制、构件式组装 4 大创新特点, 可以实现传统抗体药物无法实现的复杂作用机制, 有望为大量未被满足的临床需求提供新的解决方案。

在发布会现场, 与会的著名学者亦对免疫调控问题的重要性和 ImmuBot 的创新性给出了高度评价。

图: 百图生科科学顾问委员会主席詹启敏院士

著名分子肿瘤学家、中国工程院院士, 百图生科科学顾问委员会主席詹启敏院士表示, 从大背景来看, 当前是中国健康事业发展的最佳历史机遇期, 百图生科正在做的事情和国家提出的"四个面向"("坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康") 紧密相连, 期待北京中心实验室成立之后百图生科继续瞄准前沿, 紧扣国家的需求, 基于产学研结合的机制, 利用好北京的学术资源、企业资源, 在人类消除疾病、促进健康的事业上做出应有的贡献。

图: 百图生科免疫专家委员会主席董晨院士

国际著名免疫学专家、中国科学院院士、百图生科免疫专家委员会主席董晨院士在现场进行题为《免疫疾病解码》的学术报告, 介绍了免疫学的发展, 免疫细胞的逐渐解码和免疫疾病的精细化分型, 免疫学研究已经从细胞层面到现在的分子层面, 或许即将迎来免疫 3.0 时代, 即计算免疫学的到来, 非常令人期待。

ImmuBot: 一种基于生物计算引擎才能实现的全新药物平台

百图生科是中国首家生物计算引擎驱动的创新药物研发平台, 由百度创始人李彦宏于 2020 年创立。

自成立以来, 百图生科一直致力于结合前沿 AI 和生物技术, 构建高通量干湿闭环的生物计算引擎, 建模蛋白质、免疫细胞、免疫系统的复杂规律。得益于生物计算引擎,ImmuBot 具备四大功能特点:

特点一是弹头高性能。基于人工智能的强大能力,ImmuBot 为每一个靶点配备了恰当亲和力、精准定表位、精准功能激发的高性能弹头, 并可实现相对其他同族蛋白的高特异性设计, 从而极大提高有效性和安全性。

特点二是组合多靶向。基于生物计算引擎的靶点组合挖掘和多弹头桥接药物设计,ImmuBot 可实现对多个组织特异性靶点、免疫功能靶点的组合靶向, 使其具备强大的精准靶向、免疫细胞招募、作用于多个免疫机制、防止耐药逃逸等功能优势。

特点三是编程式控制。通过创新蛋白质设计,ImmuBot 可以实现对人体微环境、细胞因子等的传感器感知, 实现 AND、OR、IF 等条件触发功能, 从而实现在特定疾病微环境内激活、针对患者情况选择性激活、序贯弹头激活等高级功能, 实现对免疫系统的精准重编程。

特点四是构件式组装。每个 ImmuBot 均由多个免疫功能弹头、组织导航弹头、微环境传感器、可编程控制器在适合的底座上由生物计算引擎组装而成, 各类构件均可预制、多次复用、快速组装, 不仅确保了单体药物的最佳性能, 而且带来整体药物研发 10-100 倍的效率提升, 为针对细分人群、疾病亚型、罕见病的精细化药物设计带来新的可能。

突破性药物研发的百图之道

ImmuBot 作为一种突破性药物平台, 开发之路充满坎坷, 百图生科何以有信心实现其成功落地?

据刘维介绍, 资产组合、引擎技术、生态平台是其核心支撑。

基于免疫机器人技术平台高效研发的特色优势, 百图生科正在构建一个大型的创新药物资产组合, 包括 10 余类自主靶点挖掘项目、30 余个构件研发项目、10 余个自主和合作药物研发项目。这个大规模资产组合覆盖了大批肿瘤和自免疾病, 特别是中国高发的胃癌、肝癌等临床需求强烈的病种, 也覆盖了近十种主要的免疫细胞、为每类免疫细胞准备了创新的弹头。

随着大批构件项目的研发推进, 未来公司会自主或与合作伙伴联合, 高效地推出更多的药物管线。目前, 公司已在 10 余个项目上取得 HIT、LEAD 等进展, 预计明年将实现首批 ImmuBot 项目进入全球临床。

大规模资产组合背后, 是 AI 大模型驱动的高通量干湿闭环生物计算引擎。

这一引擎通过一系列底层技术创新的"大科学装置", 包括: 万亿关系的多组学免疫图谱、千亿参数的蛋白质 / 免疫计算大模型、亿级数据生产量的高通量免疫模拟实验系统等关键技术, 形成了高效的干湿闭环, 才能将解码复杂免疫系统、de novo 设计全新的蛋白质药物变为可能。

为了加速 ImmuBot 的开发, 百图生科还构建了"卓越计划"开放平台, 与前沿生物技术专家、药物开发专家和临床专家等卓越开发者伙伴携手合作, 发挥各自优势, 联合开发更多疾病领域、更多调控机理的免疫机器人药物。目前, 已有 30 余个靶点挖掘、药物设计领域的卓越开发者项目进行中。

正如刘维所介绍:"百图生科所开发的免疫机器人药物, 是高度复杂的创新蛋白质, 大多在自然界中并不存在。由于不能依赖生物筛选的基础, 其潜在设计空间趋于无限大, 为设计带来了极大的挑战。

但生物计算的高效 de novo 设计能力, 可以在超大算力的加持下, 迅速对大量候选蛋白质的各功能指标、可开发性指标等维度进行评估, 再通过高通量实验体系高速验证迭代收敛, 使 de novo 设计成为可能。"

用生物计算, 做 First-in-class 药物, 是 AI 药物设计的最高理想。探索之路刚刚起步, 未知世界仍然宽广, 但 ImmuBot 正在为人类健康带来新的希望。