在全球加速迈入生成式AI大模型时代之际,我们正亲历数字化技术那撼动认知的力量,见证它以雷霆万钧之势重塑世界面貌。


在这波澜壮阔的数字化洪流中,生命科学作为核心领域,与人类福祉休戚相关,其发展动向牵动全球目光。


2024年春潮涌动:英伟达“超级芯片”的问世,算力跃升三十倍,为AI大模型插上翅膀;同年五月,DeepMind的AlphaFold 3再掀革命,不仅精准预测生命分子结构,更以空前精度洞悉相互作用,铺就直接通往理想药物设计的辉煌之路。


每一成就,皆如星辰点缀苍穹,预兆着未来无数震撼人心的“奇迹”即将照亮人类文明的天际线。


大数据、AI与数字化技术的交汇,深化了我们对疾病本质,尤其是复杂疾病异质性的洞察,推动“精准医疗”——量身定制个体化治疗方案,成为全球医疗卫生领域的前沿灯塔,照亮了人类健康的未来航道。


新药研发的疆域内,数字化技术正处在一个从局部突破迈向全局变革的关键节点。虽成就斐然,但全面革新仍待时日,新范式的曙光初现,呼唤着更为深远的变革。


值此关键时刻,全球智慧的汇聚与合作成为破晓前的灯塔。强生公司支持了“数字技术赋能精准药物研发”科创论坛,汇聚四海精英,共绘蓝图,多维度探索数字化技术在精准药物研发的潜能与挑战。


专家们共识凝聚:“数字标志物”将是打开精准医疗新纪元的金钥匙,尤其在神经科学领域,将引领患者分型、病情评估及药物效果监测进入前所未有的精准时代。


而中国,以其蓬勃的创新活力,正稳步迈向全球数字化新药研发的中心舞台。


我们正站在历史的转折点,翘首以盼人工智能与生物学交融共生的黄金十年,一个前所未有的飞跃时代,即将启航。


01、神经精神领域久攻不下精准医学或为破解之法



众所周知,创新药研发周期长、投入高、风险高,“双十困境”已非新鲜话题。


而其中最为棘手的当属“论坛”聚焦的核心领域——神经精神领域疾病。


全球神经精神疾病领域患者众多且背负着极大的经济负担。


据统计,全球有约超过10亿人患有神经精神类疾病;且超过50%的人无法得到有效治疗。其中,阿尔茨海默病患者超5000万,在美国造成的经济负担是癌症的12倍;抑郁症患者超过2.8亿,预计2030年经济负担超6万亿美元1。


面对巨大的医疗需求,如何为这些人群找到合适的治疗方法也成为新药研发界的共同使命。大健康行业研究机构Citeline的报告显示,截至2024年1月,全球神经系统疾病领域的在研管线仅次于肿瘤领域2。


与此同时,全球各大药企对该领域的创新投入很多,但成效甚微。


在全球TOP10药企中,神经科学领域也成为除肿瘤领域外,多数药企聚焦的第二大疾病领域。


通过对近十年约10954个独立药物适应症开发项目的临床成功率进行分析,结果显示从临床I期到获批的平均批准可能性(likehood of approval, LOA)仅为6.7%。


其中,神经系统疾病领域新药研发成功率仅5.3%,更是低于平均。


上海市精神卫生中心机构办主任沈一峰教授作为研究医生在会上表示,病因不明、异质性高、患者差异巨大,是中枢神经系统(CNS)疾病新药研发成功率低的主要原因;也正因如此,该领域对精准医学发展的期待更加强烈。精准医学会给复杂性疾病在临床研究和诊疗实践上带来新的解决问题的路径。


沈一峰教授:上海市精神卫生中心机构办主任

强生创新制药全球注册事务部负责人Katrin Rupalla提出,在神经科学领域的药物研发过程中,临床试验通常需要依赖大量量表作为评估临床疗效的关键工具。这些方法会引入主观判断与误差,极大影响了药物研发,并可能导致药物真实疗效的潜在误判。目前尚没有更为合适的生物标志物用于临床终点的评价,使得这一领域的新药研发举步维艰。而数字技术的创新应用则为药物研发带来了新的机遇。


Katrin Rupalla:强生创新制药全球注册事务部负责人

沈教授强调,以患者安全信息收集为例,访视是精神科最常见的模式。对于一个回顾性研究,最大的挑战在于时间跨度带给患者准确回顾病情的难度和收集信息的方式,有效工具的缺失可能导致大量关键信息的遗漏。因此,在精准医学的发展路径上,在成本允许的前提下,研究医生需要更多可使用的工具和武器,比如数字标志物(Digital Marker)。


精准医学通过对“成规模、有意义数据”的分析和研究,加快新药研发速度,提升诊疗精准性,为不同患者群体带来更适合的个体化诊疗方案。


据统计,2020年和2023年在美国分别获批了9个神经科学领域产品,其中基于生物标志物获批的研究药物数量从约三成提高到超过半数3。


02、从“数字标志物”到“数字终点”



如何定义对药物开发“有意义”的数据,怎样才能“成规模”地获得这些数据?


智能医疗设备、人工智能系统等,为疾病的自动诊断和预测开启了新篇章。


根据相关公开资料,使用AI技术可使药物早期发现所需时间缩短至1/3倍,成本节省至1/200倍。


如前文所述,在神经科学领域,最受关注的核心议题之一便是如何在临床试验中运用数字化健康技术(Digital Health Technologies,简称DHTs),以协助、确立并衡量临床终点。


尽量避免主观评估,力求降低误差与干扰,从而提高研究结果的精确性和一致性。毕竟,临床试验本身耗时长久且投入巨大,若是因为主观性因素致使收集的数据失去真实有效性,那将是得不偿失的。


DHTs涉及领域广泛,涵盖软件(如,移动健康应用程序收集的运动数据、语音特征、行为模式等)、硬件(如,可穿戴设备、智能医学影像设备、传感器等数据收集)以及远程医疗平台等。


通过这些软、硬件,研究人员既可以通过医院获得医学影像等医疗数据,还可以在真实世界环境中,如家庭等非传统临床场所,持续性地收集“活动、睡眠、认知、声音”等四个关键维度的个体健康数据;对判断疾病进展以及寻找确定临床终点都具有重要意义。这些通过DHTs收集的健康相关数据,被称为数字标志物(Digital Marker),具有实时性、连续性、非侵入、客观性等优点。


强生创新制药数据科学及数字健康部神经科学治疗领域副总裁le Wittenberg表示,阿尔茨海默病早期发展的比较缓慢,因此很难区分特异性。研究人员通过DHTs,分析过往十年的研究数据,发现正电子发射断层扫描(PET)测量的Tau蛋白与阿尔茨海默病存在关联性,目前Tau蛋白已成为评估阿尔茨海默病认知功能衰退较有效的生物标志物。


截至2023年2月,在美国的临床试验资料库(ClinicalTrials.gov)中,DHTs数据作为试验数据来源之一的慢性神经系统适应症已涉及癫痫、多发性硬化症、阿尔茨海默病、帕金森病等适应症3。


同时,DHTs也表现出为患者招募提供便利。DHTs使临床试验能够随时随地进行4。在患者层面,通过去中心化和虚拟化的试验设置,可以显著减轻试验参与者的负担,具体表现为减少因长途旅行而产生的时间和成本消耗,进而加速临床研究的进程。
据咨询公司Kaiser Associates预测,到2025年,将有约70%的临床试验将可穿戴传感器技术纳入使用。


通过DHTs获得的大量数据,包括生理数据、影像学数据、行为数据等,在研究设计里,哪些能成为数字终点(Digital Endpoint)以及相应的评估标准,不仅需要产业界的探索,也需要全球监管机构给予更多关注和支持。


监管部门对于采用数字工具来衡量和评估临床终点的适宜性的接受程度,是摆在全球医药领域面前亟待讨论的重要课题。


强生创新制药全球注册事务部法规政策负责人Ginny Beakes-Read分享了欧盟创新药物计划下的项目Remote Assessment of Disease And Relapses - Alzheimer's Disease (RADAR-AD) 和RADAR-CNS,研究探索移动和数字技术改善阿尔茨海默病、重度抑郁症、癫痫和多发性硬化症评估的潜力;参与方包括研究机构、大学、医院和科技公司等。


RADAR-AD将移动和智能家庭设备与数据分析技术相结合,为处于疾病进展各个阶段的阿尔茨海默病患者提供增强的护理和远程健康监测。分析表明,通过应用程序测量的数字认知领域和数字任务分数在早期疾病诊断方面比基于问卷的测试提供了更高的准确性和灵敏度。


她表示:“这证明当试验的各个协作方一起,能够通过技术方式找到一个更好的新药研发路径,而重点是产业界需要知道监管方想要什么。”


2021年,美国FDA发布的关于“临床研究中远程数据采集的数字健康技术”(“Digital Health  Technologies  for  Remote  Data  Acquisition  in  Clinical Investigations”)的指南草案,被视为一个具有标志性意义的事件。


该指南提供了从使用DHTs的终点收集到临床试验中DHT的验证、确认和可用性的建议。


中国监管部门也在数字技术赋能临床研发方面做了许多努力。

2021年11月,CDE正式发布了《以临床价值为导向的抗肿瘤药物临床研发指导原则》,肯定了数字化技术对于提升临床研究价值与患者获益的重要作用。

2023年9月,由中国信息通信研究院牵头,国家卫生健康委医疗服务指导管理中心、北京协和医院等20余家相关产学研用单位共同研究起草的《医疗健康行业大模型应用技术要求》成为业界首个围绕医疗健康领域提出的大模型应用技术标准规范。


随着科技不断发展,法规不断完善,数字终点在医学领域的应用也必然将越来越广泛。而中国作为全球第二大医疗市场将催生更多合作机遇。


03、中国有望成为主要贡献者



数字技术在医药开发领域的探索和应用需要全球协作,通过技术将全球各“节点”紧密联系在一起。中国有望成为医疗数字化领域中的主要贡献者之一。


产业政策方面,2021年国务院办公厅发布《关于推动公立医院高质量发展的意见》,要求推进智慧医疗、智慧服务、智慧管理“三位一体”的智慧医院建设,并推进医学技术创新。据卫健委数据,中国远程医疗服务覆盖率已超90%。2022年发布的《“十四五”生物经济发展规划》,中国将积极利用云计算、大数据、人工智能等信息技术,对治疗适应症与新靶点验证、临床前与临床试验、产品设计优化与产业化等新药研制过程进行全程监管,实现药物产业的精准化研制与规模化发展。


移动技术方面,中国拥有全球最大的5G网络。工信部数据显示,截至2023年4月末,中国5G基站总数达273.3万个,覆盖中国所有地级市、县城城区,网络规模全球第一。而根据中国互联网络信息中心(CNNIC)的数据,2023年中国智能设备的普及率达到了80%。


在政策因素、技术因素双重驱动下,中国医疗数据爆发式增长,医疗数智化的加速升级。基于庞大的患者人数,中国可以为数字终点的开发和验证提供优质的“土壤”,而患者使用便捷的“数字终点”还可以在产品上市后辅助长期的疾病管理、甚至疾病诊断,成为跨产品生命周期的数字医学技术。


与此同时,中国也需要与全球学术、产业、医疗、监管等各方长期协同合作,在医学与技术方面形成共识,整合资源,通过积极的数据和价值共享,将概念、经验和数据转化为实际应用,加速新药开发进程。


“希望我们在这个领域有更多的跨界融合,更多元化地讨论问题,寻找有效协同的解决方案。我希望精准医学的发展帮助我们丰富对疾病的认知,符合患者的愿望,推动人类健康的发展”,沈教授说。


“我深刻感受到一种‘紧迫感’,相信其他同仁也同样感受到了。4-5年前,我们很难想象如今人工智能领域的飞跃发展。而今,在中国成熟的数字化和智能化技术的加持下,为世界快速地提供和验证有意义的数据成为可能。我们希望通过与各方合作,融合科学研究与技术开发成果,系统化地了解、学习并分析这些数据以加速创新药物的研发。” Katrin强调。

狄佳宁(左一):强生创新制药研发中国区负责人;王凯(左二):至本医疗科技创始人兼首席执行官;Ginny Beakes-Read(左三):强生创新制药全球注册事务部法规政策负责人;申华琼(左四):纽欧申医药创始人兼首席执行官;Katrin Rupalla(左五):强生创新制药全球注册事务部负责人;Echo Chen(左六):Luca Healthcare总裁;Jennings Xu(左七):强生创新制药数据科学及数字健康部高级总监



在这个波澜壮阔的时代,我们见证了数字化、智能化技术深度融入医疗行业,引发一场场影响深远的变革。


未来充满着更多无尽的想象与期待。

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