澳大利亚一家人工智能初创公司能否终结药物研发中的动物实验室测试?
布里斯班企业已与科技巨头谷歌合作,致力于解决困扰药物开发行业的隐秘难题。
总部位于昆士兰州的生物技术公司盖洛米克斯(Gelomics)正运用人工智能技术培养人类组织,这些组织未来有望替代当前药物研发中占主导地位的小鼠实验和细胞培养。该公司声称,其系统能更精准预测真实患者的药物反应,从而拯救生命、节省资金并保护数亿动物。
盖洛米克斯旨在通过人工智能辅助制药公司培育人类组织,这些组织“在外观、行为及药物反应上与真实人体器官无异”。公司联合创始人兼首席执行官克里斯托夫·迈内特博士表示:“药物发现与开发仍严重依赖细胞和动物实验。”他指出:“仅去年一年,近2亿动物因研究目的被实施安乐死,同时约1亿次细胞培养实验被完成。然而,尽管投入如此巨大,成功通过这些测试的药物候选物中,超过90%在人体临床试验中仍会失败。”
迈内特博士透露:“每次药物候选物的失败都造成超过13亿美元(约合20亿澳元)的损失,整个行业年损失高达1000亿美元(约合1530亿澳元)。”他提到生物学家间流传的玩笑:“每种疾病在小鼠身上都能治愈。”他解释道:“问题在于现有模型依赖动物生理结构,而动物与人类生物学存在根本差异——药物代谢方式不同、毒性特征不同、疗效测试也完全不同。因此,动物实验结果与真实人体反应的相关性微乎其微。”
迈内特博士强调,在肿瘤学或癌症治疗领域,相关性不足5%;在阿尔茨海默症等其他病症中,相关性甚至低于1%。“这意味着在动物实验中成功测试的药物,仅有不到1%能在人体试验中实现有效疗效或低毒性。这是个令人震惊的数字。”
图片:盖洛米克斯提供(盖洛米克斯首席技术官帕维尔·米耶什恰内克与首席执行官克里斯托夫·迈内特)
盖洛米克斯近期加入谷歌10周加速器计划,成功构建了端到端全流程操作平台。该计划将人工智能初创企业与谷歌资源及导师配对,使盖洛米克斯在关键参数上达成90%的预测准确率,并将数据分析速度提升60%。
该平台通过四大模块运作:文献综述、实验设计、执行与分析。盖洛米克斯首席技术官帕维尔·米耶什恰内克表示:“整个流程中最耗时的环节是查阅既有研究成果。我们的平台能即时完成这项工作——研究者只需输入问题,系统即自动汇总最新科学文献,实验操作指南会在设计前为科学家提供洞见。”
“在设计与执行模块中,系统引导用户完成从组织选择到参数优化的全流程。用户只需选定所需培养的组织类型,平台将在后台自动优化所有处理参数。”
“最后在分析模块,实验数据可集中处理。研究者选择所需分析类型,系统便会生成清晰直观的可视化结论。”
奥塔哥大学遗传学博士生艾米丽·莫里斯长期研究基因差异对炎症疾病的贡献,大量使用细胞培养模型。她评价盖洛米克斯正处于“激动人心且具科学意义”的领域:“其3D细胞培养系统、生物材料与人工智能整合解决了该领域长期难题,尤其在可重复性、通量限制、药物发现、毒性筛查及早期机制研究方面。”
“盖洛米克斯能切实推动3D系统的可量化、标准化与可重复性。凭借产品建立行业标准——包括稳定水凝胶成分(用于3D培养)、类器官协议以及验证分析与质量控制流程。”莫里斯补充道,药物失败原因复杂多元,不仅源于物种生理差异。
图片:盖洛米克斯提供(患者来源的癌症类器官展示肿瘤细胞组织方式)
“失败常源于早期设计(假设基础)、模型使用,以及试验中的给药、药代动力学、患者差异(性别、少数群体)和商业因素如市场竞争与市场可行性。”她强调:“并非只有1%的动物数据能预测人类结果,这反映了药物开发全流程的多重因素。”
尽管认可盖洛米克斯的前景,莫里斯指出核心问题并非简单的“动物vs非动物”测试。“应选择性地在现有技术不足处使用动物模型,并用人体相关模型强化研究——二者将共同推动药物开发认知。开发3D系统的盖洛米克斯等企业至关重要,但必须将这些成果与其他进展结合应用,而非视为万能解决方案。”
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