发布于: May 6, 2022

过去,新药研发周期长达几年甚至更长,但 2020 年以来,医药领域成为各界关注的焦点,原有的新药研发速度已无法满足当下全球市场的需要,医药企业如何突破原有的业务瓶颈,提升药物研发各环节的效率,成为未来发展业务发展重要影响因素之一

望石智慧(StoneWise, 成立于 2018 年,是一家使用人工智能技术驱动新药研发的科技公司,希望以技术与创新的新视角打造世界领先的小分子创新药研发平台。

当前,望石智慧汇聚了一批来自医药行业、人工智能、互联网等领域的国内外专家,他们基于对药物研发行业的丰富认知、创新的数据集成方法和强大的软件与工程能力,搭建了以靶点口袋研究、分子生成、超高通量虚拟筛选、理性设计、成药性优化为核心的一体化技术平台,旨在提升从苗头化合物发现至临床前候选化合物等新药研发流程中多个关键环节的效率与成功率。

突破业务瓶颈

探索更多药物研发可能

望石智慧自成立以来,凭借已被验证的商业模式、扎实的技术根基、综合的团队,已与国内外高校、研究机构、药企达成广泛的联系与合作,并获得了多个 AI 和医药领域一线投资机构的认可,但伴随 AI 制药的快速发展,其业务也面对多重转型挑战:

 如何通过弹性、经济的算力降低开发成本?

药物的早期发现,实际是如何尽可能探索更广阔和更精准的化学空间、定向性的生成和优化,以便配出最契合靶点的“钥匙”。目前共识的可成药化学空间约为10^63,利用 AI 在如此广阔的化学空间探索,且保证速度、精准度和基于需求的定向性,是庞大的工程。在此过程中,经常需要投递数以千计的计算任务,依赖大量的 CPU GPU 算力支撑,望石智慧需要预置和运维如此庞大规模的硬件设备,当下则需要灵活性更高的解决方案,优化成本

 

如何管理数据并提升数据分析效率?

药物研发作为一种数据密集型行业,与 AI 这种需要大量数据训练的特点相吻合,将 AI 应用于药物研发,一定程度可摆脱传统的经验型药物研发范式,提升新药研发效率。AI/ML 模型的开发需要大量医药数据进行训练。

生物医药行业已积攒了大量的专利文献等纸面数据,但这些数据面临着数据化转变的需求,包括了从纸面提取分子结构、靶点、活性、基因、通路等“实体”和归属、导致、包含等“实体关系”,同时,并需要借 ETL 工具将相关数据进行结构化和归一化处理,并写入到 HDFSMySQLNeo4j ElasticSearch 中作为基础数据,搭建成数据库,望石智慧希望借助 AI减少专家在 IT 和运维方面付出的经历,让他们能更专注于数据的分析

 

如何保障业务的安全与合规?

安全与合规,是一切业务开展的基础,望石智慧需要综合考虑满足国内国外的多重安全合规要求。通过不断提升在架构层、应用层和数据层的安全保障能力,构建可预警、可追溯、可审计的机制。

 

全面技术加持

不断突破技术挑战

云计算作为大数据、AIIoT 等技术的基础,可在人工智能驱动的新药研发业务场景中,提供强大的算力支撑。在选择云服务提供商时,望石智慧通过综合评估,选择采用亚马逊云科技的主要基于以下多重技术优势:

丰富而敏捷的服务能够满足不同业务需要。

结合 Amazon EC2 预留、按需和 Spot 实例,可充分支持其在药物筛选与新药研发过程中的密集的计算需求,并在最高可节省成本达90%的同时获得海量算力,为任务处理提供更弹性、灵活的选择。

 

完善的安全合规能力与生态体系。

亚马逊云科技不仅能提供 Amazon Identity and Access Management (IAM) Amazon Key Management Service (KMS) Amazon WAF 等安全类服务,同时借助亚马逊云科技 Marketplace 可以自由选择第三方专业安全服务商的接入,可以通过 AMI 镜像、SaaS API 接口等方式快速部署,非常灵活,用户选择自由度也比较高;合规性方面,亚马逊云科技还拥有国内外很多合规认证与法规声明,并能提供部署的白皮书、最佳实践指导等,为望石智慧在国内和海外开展业务奠定了良好的基础。

 

高集成度与高部署效率支撑的数据处理与分析能力。

借助 Amazon S3 Intelligent-Tiering 智能分层服务,来存储和管理数据的生命周期,并能在 Amazon Athena 中使用标准的 SQL 语言直接对 Amazon S3 上的数据进行交互式查询,而无需关注服务器与基础环境。此外,使用ETL抽取服务 Amazon Glue、关系型数据库托管服务 Amazon RDS 等,都大幅提高了数据管理和数据分析效率

 

专业的服务团队让云原生部署更加高效。

亚马逊云科技不仅为望石智慧提供了丰富的产品服务和完备的技术文档,还派驻专业的合作伙伴与技术团队为望石智慧提供相关的技术支持,望石智慧仅用了3个月,就基于 Amazon Batch 服务快速建立了一套灵活的任务投递机制,应用于不同规模的小分子高通量筛选,实现云原生的业务部署。

 

强强联合

开启药物研发新“视”界 

望石智慧内部体系化研发平台和 StoneMIND® 等多个核心业务部署至亚马逊云科技,获得了多方的业务成效:

 

海量算力支撑

通过引入无服务器化的云上托管服务让望石智慧能够在保障业务的同时降低成本支出,还为任务处理提供更弹性、灵活的选择;在亚马逊云科技算力的支持下,当前望石智慧可在20-30分钟内,提供数万核 CPU 和数十块 GPU 算力,来支撑数千任务的投递和计算,并在几小时—几天内完成计算任务

从业务上,望石智慧在有效平衡速度和精度的前提下,实现低成本完成亿级别/小时化合物库的超高通量虚拟筛选;基于靶点口袋的三维结构或者参考分子,快速实现百万至千万级别化合物的从头生成,有效支持全新靶点和跟随式创新靶点的活性分子骨架的发现,以及基于大量 SPR 参考的分子定向优化等业务突破。

优化数据处理与分析能力

使用 Amazon S3 Intelligent-Tiering 智能分层服务、Amazon Athena 智能交互 SQL 查询服务、Amazon Glue 数据抽取服务以及 RDS 数据库托管服务、Amazon Redshift 数据仓库等服务,望石智慧搭建了庞大的医药数据库来支撑 AI 分子设计软件 StoneMIND® Designer、化学分子的识别工具 StoneMIND® Collector 等药物发现过程中的 AI 工具对外提供服务。目前,在工业端和学术界已有过万活跃用户及多家头部药企的使用。

高效、安全完成全球化基础架构部署

在安全与合规性层面,望石智慧采用了包括 Amazon WAF 在内的一系列安全服务,并与亚马逊云科技合作伙伴安恒、光环有云一起构建了 VPN、堡垒机、主机防护、数据库审计等多方位的安全防护机制,实现了全球业务发展的合规要求。望石智慧基于亚马逊云科技的服务与实践经验,已获得了 ISO27001 信息安全管理体系认证,并完成了网络等级安全保护三级测评。

在与亚马逊云科技的合作中,我们获得了技术、商务、医疗行业专家、生态伙伴、云创计划及市场等多团队的支持,加速了平台与 SaaS 的研发和迭代效率,同时还为基于底层理论创新的应用开发提供了多维度的支持。

—北京望石智慧科技有限公司CEO 周杰龙

 

未来,望石智慧将会围绕算法、数据、算力与亚马逊云科技在国内外展开更多、更深入的合作,旨在进一步加速在新药发现领域中的应用等。

 

关于杭州安恒信息技术股份有限公司

杭州安恒信息技术股份有限公司,作为亚马逊云科技合作伙伴,可为用提供一站式的等保合规解决方案及服务,支持本地、混合云或多云的云安全建设,并能灵活的提供 SaaS、软件镜像的交付模式,多年来坚持用云的方式做安全,已经累计为数十万用户提供云上安全服务,是云上安全的不二之选。

 

关于光环有云

光环有云,作为亚马逊云科技合作伙伴,旨在为广大企业客户打造领先的、适合中国市场需求的基于亚马逊云科技的云服务产品和混合云资源,加速客户向云端迁移,实现企业的数字化转型。同时光环有云针对客户对混合云的需求,为企业用户上云提供咨询、集成、迁移及运维服务,并帮助客户培养人才和提供技术支持。