客观日本

用“数码褪火”技术开发新冠治疗药

2020年12月07日 生物医药

全球新冠疫情形势严峻,值此北半球秋冬交接之际,科学家所忧虑的第二波疫情还是出现了。有的国家或地区比如日本则是进入了第三波。

既然侥幸已不存在,就只有寄希望于疫苗和治疗药的开发了。在这两个项目上,全球的医药企业都牟足了劲儿,竞争非常激烈。基于世界卫生组织(WHO)的最新数据,目前开发的治疗新冠肺炎的药物与器械有261种,其中,抗体(血浆药物,重组抗体等)72种,抗病毒药物(低分子)25种,细胞治疗17种,RNA医药 6种,治疗用医疗器械8种,其它111种。

最近,据日本的媒体报道,富士通与“肽梦”(Peptidream)等公司共同成立了以开发新型冠状病毒感染症治疗药物为目标的新公司。最快将于2021年秋季进行临床试验。

“肽梦”对很多人来说比较陌生,是一家东京大学发祥的药品开发新企业(风险企业)。而富士通则是家喻户晓的日本首屈一指的IT公司。一家高科技IT企业怎么会去搞竞争激烈的新冠治疗药呢?这是因为富士通参与开发的新药属于抗病毒药,这种药的开发用传统的方法很困难。

我们知道,病毒的结构非常简单,作为医药目标的“弱点”很少。病毒的构造很单纯,只是蛋白质的壳里有点遗传基因,其增殖是通过绑架宿主细胞的系统来进行的。因此,想要制造既不影响人体,只对病毒进行攻击的药物是很困难的。

而且,病毒的形状和尺寸都有很大的不同,非常多样。基因有DNA的,有RNA的,有单链的,有双链的,有环状的,有直链的等等各种各样的类型。因此,很难开发出一种能治疗多种病毒的药剂,无论如何也只能是针对个别病毒的医药。

另外,病毒很难进行实验培养。譬如诺瓦克病毒的人工培养和实验动物的感染还没有实现,这极大地拖了治疗药和疫苗开发的后腿。更麻烦的是,病毒容易发生变异,对于至今有效的药物,抗药性病毒也会马上出现。即使费尽心思研制出新的抗病毒药物,也有可能很快就无效,从制药公司的角度来看,这是一种很棘手的药。

正因为如此,目前开发的新冠肺炎治疗药,以改善因病情恶化而产生的“细胞因子风暴”和“急性呼吸窘迫综合症(ARDS)”的药剂居多。抗病毒治疗也以对已有药品的沿用为主。

一般来说,一个新药的开发需要9到17年的时间,要花费数十亿元。新药开发要经过创药、前临床试验、临床试验、审查等环节。经过药事批准后,再经过药价收载才能销售。在销售并投入使用后,需要对患者进行用药监控。

新药的开发,可以说是筛掉许多候选化合物的工程。因此,药品生产企业的实力反映在其拥有多少作为药品候选的化合物上。通常,在创药阶段,作为医药品候选的3万个化合物,到前临床试验为止将筛减到250个左右,能进入临床试验的只有5个左右。对于这5个左右的候选化合物,通过一到三期的临床试验,测试有效性和有无副作用等。

富士通参与抗病毒新药开发,正是瞄准了化合物筛选这个艰难的工程。

其实,说它难是指通常的运算方式。而有一种方法即量子计算就很擅长解决复杂的组合问题。富士通研究所于2020年11月9日, 与加拿大的多伦多大学共同开发了一个面向“数码字褪火”架构的新的“并行探索技术”。该“数码褪火”的架构便是针对从多项组合模式中寻求最佳解(即“组合优化问题”)的解决方法。

title

(富士通开发的新的并行探索技术,图源:富士通官网)

应用此次开发的“并行探索技术”的数码褪火大规模求解系统,可以对应兆位(Mbit)级的大规模“组合优化问题”。据富士通研究所称,使用“易辛机器”的量子褪火方式,在1兆位(Mbit)规模的实用问题上证实了求解,尚属“世界首次”。

与富士通合作的肽梦公司,利用自主研发的创药开发平台,正在进行新冠肺炎(covid19)治疗药物开发候选化合物的鉴定。新公司将从肽梦公司获得covid19的候选化合物的转让,目标是实施从前临床试验到确认人工有效性所需的临床试验。对候选化合物的筛选,将利用富士通开发的“数码褪火”和高性能计算机(HPC)技术。创立新公司的目的,是要在最短的时间内推进治疗药的开发,既最大程度地利用现有的资产,又可以高效地运转开发。

这个新公司命名为“肽”, 承担与医药品的研究、开发、制造、销售及进出口配套的事业。其股东结构为:肽梦25%、富士通25%、瑞穗资本24.9%、竹中工务店16.7%、基西达化学8.3%。

期待IT企业的参与让肆虐人类的新冠疫情早日结束。

供稿/戴维
编辑修改:JST客观日本编辑部