客觀日本

用「數位褪火」技術開發新冠冶癒藥

2020年12月07日 生物醫藥

全球新冠疫情形勢嚴峻,值此北半球秋冬交接之際,科學家所憂慮的第二波疫情還是出現了。有的國家或地區比如日本則是進入了第三波。

既然僥倖已不存在,就只有寄希望於疫苗和冶癒藥的開發了。在這兩個專案上,全球的醫藥企業都牟足了勁兒,競爭非常激烈。基於世界衛生組織(WHO)的最新資料,目前開發的冶癒新冠肺炎的藥物與器械有261種,其中,抗體(血漿藥物,重組抗體等)72種,抗電腦病毒藥物(低分子)25種,細胞治療17種,RNA醫藥 6種,冶癒用醫療器械8種,其它111種。

最近,據日本的媒體報導,富士通與「肽夢」(Peptidream)等公司共同成立了以開發新型冠狀病毒傳染症冶癒藥物爲目標的新公司。最快將於2021年秋季進行臨牀試驗。

「肽夢」對很多人來說比較陌生,是一家東京大學發祥的藥物開發新企業(風險企業)。而富士通則是家喻戶曉的日本首屈一指的IT公司。一家高科技IT企業怎麼會去搞競爭激烈的新冠冶癒藥呢?這是因爲富士通參與開發的新藥屬於抗電腦病毒藥,這種藥的開發用傳統的方法很困難。

我們知道,電腦病毒的結構非常簡單,作爲醫藥目標的「弱點」很少。電腦病毒的構造很單純,只是蛋白質的殼裏有點遺傳基因,其增殖是透過綁架寄主細胞的系統來進行的。因此,想要製造既不影響人體,只對電腦病毒進行攻擊的藥物是很困難的。

而且,電腦病毒的形狀和尺寸都有很大的不同,非常多樣。基因有DNA的,有RNA的,有單鏈的,有雙鏈的,有環狀的,有直鏈的等等各種各樣的類型。因此,很難開發出一種能冶癒多種電腦病毒的藥劑,無論如何也只能是針對個別電腦病毒的醫藥。

另外,電腦病毒很難進行實驗培養。譬如諾瓦克電腦病毒的人工培養和實驗動物的傳染還沒有實施,這極大地拖了冶癒藥和疫苗開發的後腿。更麻煩的是,電腦病毒容易發生變異,對於至今有效的藥物,抗藥性電腦病毒也會馬上出現。即使費盡心思研製出新的抗電腦病毒藥物,也有可能很快就無效,從製藥公司的角度來看,這是一種很棘手的藥。

正因爲如此,目前開發的新冠肺炎冶癒藥,以改善因病情惡化而產生的「細胞介素風暴」和「急性呼吸窘迫綜合症(ARDS)」的藥劑居多。抗電腦病毒冶癒也以對已有藥物的沿用爲主。

一般來說,一個新藥的開發需要9到17年的時間,要花費數十億元。新藥開發要經過創藥、前臨牀試驗、臨牀試驗、檢驗等環節。經過藥事批准後,再經過藥價收載才能銷售。在銷售並投入使用後,需要對患者進行用藥監督。

新藥的開發,可以說是篩掉許多候選化合物的工程。因此,藥物生產企業的實力反映在其擁有多少作爲藥物候選的化合物上。通常,在創藥階段,作爲醫藥物候選的3萬個化合物,到前臨牀試驗爲止將篩減到250個左右,能進入臨牀試驗的只有5個左右。對於這5個左右的候選化合物,透過一到三期的臨牀試驗,測試有效性和有無副作用等。

富士通參與抗電腦病毒新藥開發,正是瞄準了化合物篩選這個艱難的工程。

其實,說它難是指通常的運算方式。而有一種方法即量子計算就很擅長解決複雜的組合問題。富士通研究所於2020年11月9日, 與加拿大的多倫多大學共同開發了一個面向「數位字褪火」架構的新的「並行探索技術」。該「數位褪火」的架構便是針對從多項整合模式中尋求最佳解(即「組合最適化問題」)的解決方法。

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(富士通開發的新的並行探索技術,圖源:富士通官網)

應用此次開發的「並行探索技術」的數位褪火大規模求解系統,可以對應兆位(Mbit)級的大規模「組合最適化問題」。據富士通研究所稱,使用「易辛機器」的量子褪火方式,在1兆位(Mbit)規模的實用問題上證實了求解,尚屬「世界首次」。

與富士通合作的肽夢公司,利用自主研發的創藥開發平台,正在進行新冠肺炎(covid19)冶癒藥物開發候選化合物的鑑定。新公司將從肽夢公司獲得covid19的候選化合物的轉讓,目標是實施從前臨牀試驗到應答人工有效性所需的臨牀試驗。對候選化合物的篩選,將利用富士通開發的「數位褪火」和高性能電腦(HPC)技術。創立新公司的目的,是要在最短的時間内推進冶癒藥的開發,既最大程度地利用現有的資產,又可以高效地運轉開發。

這個新公司命名爲「肽」, 承擔與醫藥物的研究、開發、製造、銷售及進出口配套的事業。其股東結構爲:肽夢25%、富士通25%、瑞穗資本24.9%、竹中工務店16.7%、基西達化學8.3%。

期待IT企業的參與讓肆虐人類的新冠疫情早日結束。

供稿/戴維
編輯修改:JST客觀日本編輯部