盘点|哪些新技术有望重构生物制药产业链，赋能生命科学？

在全球趋势和国内双循环发展模式的双驱动下，中国生物制药产业蓬勃发展，逐渐跟上世界脚步，迈入创新化、智能化的新阶段。新冠疫情爆发后，全球生物制药更是被大幅加速，中国众多药企聚焦于疫苗和抗病毒药的研发。在这个过程中，人工智能、RNA疗法、PROTAC、CRISPR 等新技术为生命科学赋能，不仅在疾病的预防、预测、诊断、治疗和预后发重要作用，还为生物制药产业链的重构提供发展方向。

AI技术

近年来，中国在生命大健康领域与AI技术相关的融资金额及数量稳步增加，资本在AI制药领域不断加码，以期在新药研发赛道占优。

中国AI制药融资金额及数量 （图片来源：CB Insights 中国）

目前，AI技术在药物研发中的细分技术包括监督学习、无监督学习、增强学习，根据不同的模型判断应用于疾病诊断和药效测试、疾病亚型发现及靶点筛选、新药设计和药物实验设计。同时，AI技术能减少药物研发的时间，通过大数据分析和高通量测试，降低研发后期临床试验的成本和失败概率，从而在根本上改变临床试验阶段投入大成功率低的现象，常被用于筛选靶点、专利追踪、分子理化性质的预测等。

AI 制药技术分类（图片来源： CB Insights 中国）

除此之外，病房机器人、病毒隔离系统、空气病毒净化系统、手术室病房信息化系统、快速温度检测系统等AI技术的引进，有效降低了疫情中医生的工作强度，提高了诊疗的效率和准确性。

RNA疗法

RNA 疗法，是指基于特定RNA序列的靶向治疗手段，主要研究集中在信使RNA（mRNA）、RNA干扰（RNAi）、反义寡核苷酸（ASO）三大方向。其中，mRNA疗法是向靶细胞导入外源mRNA，使靶细胞自行合成目标蛋白。而mRNA新冠疫苗的高预防率，不仅为RNA 疗法吸引了更多的关注，还展示了该技术在抵抗传染病方面的巨大潜力。

mRNA新冠疫苗生产流程（图片来源：文献检索，中信建投）

RNAi可通过激活内源性机制促使细胞内特定蛋白质的信使RNA前体降解，从而阻断该蛋白质的合成。据悉，RNAi药物主要集中在抗病毒、抗肿瘤，以及一些罕见病、或无药可用的病症上。

反义寡核苷酸疗法是利用单链RNA或DNA在与靶标RNA（mRNA、miRNA、pre-mRNA等）互补配对之后，实现诱导降解（双链RNA会招募核酸内切酶RNase H）、阻碍翻译（与mRNA起始反应位点结合）、抑制miRNA功能（间接上调基因表达）、改变剪接（影响spliceosome对pre-MRNA的剪接位置）等效果。

PROTAC

PROTAC（PROteolysis TArgeting Chimeras），意为蛋白水解靶向嵌合体，属于蛋白质降解技术的一个新分支。不同于传统小分子阻断蛋白的功能，PROTAC技术征用了自然的细胞内蛋白质降解过程（维持蛋白平衡的关键因子是泛素，当它被链接到蛋白上后，会导致这些蛋白被运送到蛋白酶体中进行降解），将小分子设计成为一种新型药物，将这些蛋白送入蛋白酶体 (proteasome) 使它们完全降解。

泛素蛋白空间结构模型（图片来源：网络）

PROTAC分子是一类具有哑铃型结构的双功能活性化合物，分子的一个活性端可以与靶蛋白紧密结合，并通过连接链linker连接到另一个活性端用来与E3泛素连接酶相结合。这种双功能分子在体内可以分别识别靶蛋白和E3泛素连接酶，将靶蛋白和E3泛素连接酶拉近，靶蛋白被泛素化后，在体内通过泛素-蛋白酶体途径降解。

蛋白降解过程（图片来源：Kymera Therapeutics）

CRISPR

CRISPR技术自问世以来，迅速成为人类生物学、农业和微生物学等领域最流行的基因编辑工具。2020年，CRISPR / Cas9基因剪刀荣获诺贝尔化学奖，这项技术对生命科学产生了革命性的影响，并且有望为新的遗传病以及癌症治疗做出贡献。CRISPR是原核生物基因组内的一段重复序列，可识别外源性遗传物质 DNA，并将其切断，沉默外源基因的表达，以一种延续不断且非常有效的方式防御病毒侵袭。

CRISPR/Cas系统结构（图片来源：网络）

展望与寄语

这些新技术的探索和应用为生命科学注入了活力，在生物制药行业大放异彩。AI制药加速了整个新药研发和上市的过程，成为制药新路径， PROTAC和CRISPR加速了生命科学的发展，mRNA 技术的应用，更是改写了整个疫苗行业大格局。

国产仪器和制药企业应该多关注新技术，聚焦其开发潜力，相信在未来，技术更新快、产品新且丰富的公司有望得到更好的发展。