分子力学（MM）是一种传统的计算方法，主要涉及到合成有机化学，药物化学和药物设计的多功能方面的建模。然而该方法具有一定局限性。

 

量子力学（QM）的出现可大大提高预测的准确性，并提供化学和生物物体及其相互作用的更相关的模型，但这一方法在计算成本极高。

 

近年来的一系列进步使得这个方向得以扩展，例如，密度泛函理论（DFT）的出现，计算能力的整体提高，以及分布式云计算计算基础设施的出现。

 

3月11日，bio-pharmatrend总结了12家著名的应用「量子计算+人工智能」等方法辅助药物发现的初创公司。智药局对此进行了梳理，以期为业内人士提供新的洞见。

 

 

 1、晶泰科技（XtalPi）

 

晶泰科技于2014年创立，是一家基于量子物理学的人工智能药物研发公司，其使命是通过提高速度、规模、新颖性和成功率来彻底改变药物发现和开发。总部位于波士顿，2015年回到中国开展全面的研究业务。

 

其智能数字药物发现和开发平台——ID4，结合了量子力学、人工智能和高性能云计算算法，允许以高精度预测小分子候选药物的物理和化学特性，以及它们的晶体结构。

 

目前，晶泰科技累计筹集7.864亿美元，投资机构包括红杉中国、腾讯和谷歌，这使其成为市场上资金最充足的计算药物发现初创公司之一。并与包括辉瑞在内的制药公司进行了多项研究合作。

 

 

2、Aqemia

 

由ÉcoleNormale Supérieure公司孵化，其首席执行官兼联合创始人MaximilienLevesque博士8年来一直致力于研究算法技术。该公司结合量子计算和人工智能两大技术来从头设计小分子药物。

 

使用量子启发统计力学算法——基于结构的铅状分子设计，可准确预测化合物和治疗靶点之间的亲和力，并且比竞争对手快10，000倍；此外，其AI平台可从亲和力预测器获得反馈，并生成准确性更高的化合物。

 

2022年2月，Aqemia宣布与强生合作一项试点研究，利用其量子物理学驱动的药物发现技术，根据Janssen选择基于物理计算的数据集，预测给定靶标的小分子效力。目前已筹集了近1140万美元。

 

 

3、Hafnium Labs

 

Hafnium Labs于2018年在丹麦成立，是一家早期初创公司。研究人员开发了Q-props 和 Epsilon 两个软件包，前者用于高精度模拟纯组分及混合物的物理性质，后者主要是模拟电解质。

 

两款软件产品都结合了量子化学、人工智能（AI）和云计算的最新技术，以达到高精度预测。

 

通过其基于云的计算能力，该公司可准确预测化学，以加速药物发现、新材料开发等领域。此外，它还具有按使用付费的商业模式，与基于许可证的模式相比，该公司称这种模式更实惠。

 

到目前为止，Hafnium Labs已经通过丹麦创新基金，IBM和Climate-KIC加速计划（EIT）的赠款筹集了总计180万美元。

 

 

4、Kuano

 

成立于2020年初，是一家总部位于英国的初创公司，目前正在开发用于设计酶的新型AI和量子解决方案，以解决特异性、效力和耐药性等关键问题。目前已筹集了140万美元的种子轮资金。

 

Kuano的研究平台利用目标酶或催化位点的结构数据，将量子模拟与量子启发的人工智能和化学相结合。

 

在表观遗传学、蛋白质降解、免疫代谢及传染病等方面拥有内部项目，同时与合作伙伴开发临床和商业验证酶靶标的下一代抑制剂。

 

 

5、Menten AI

 

一家成立于2018年的加拿大初创公司，致力于开发由机器学习和量子计算驱动的蛋白质设计软件平台。该公司使用量子优化的专有算法，因为其不仅能提高药物发现的准确性，同时降低成本和开发时间。

 

MentenAI为目前的量子计算机创建了蛋白质设计算法，并成为第一家应用量子计算机来设计蛋白质分子的团队。

 

该公司声称，他们可以在不到六个月的时间内完成一个设计周期，从靶标选择到体内功效。主要研发管道为肽疗法，用于具有高度未满足医疗需求的适应症。

 

截止目前，已筹集近400万美元。并与D-Wave超级计算机、IBM-Q建立了合作关系，最近宣布与Xanadu合作。

 

 

6、Pharmacelera 

 

这是一家总部位于巴塞罗那的计算初创公司，正在应用量子理论，并通过旗下两个核心软件平台：PharmScreen 和 PharmQSAR 来促进药物设计。该公司成立于2015年，天使轮筹集了220万美元。

 

第一个工具可基于相互作用场的高精度3D配体，以对齐算法进行基于配体的精确虚拟筛选。与传统工具相比，它可以在潜在客户之间产生更高的多样性。后者是一种3D的定量结构-活性关系工具，可组合多个相互作用场，以执行CoMFA/ CoMSIA研究。

 

 

7、PharmaCADD

 

一家总部位于韩国的初创公司，成立于2019年。PharmaCADD的主要技术平台名为“Pharmulator”，主要是通过深度神经网络算法、分子动力学仿真和量子力学计算为关键技术运行。该公司可以在几秒钟内从氨基酸序列中重建3D蛋白质结构。

 

该公司与另一家韩国初创公司Genesen合作开发治疗多发性硬化症的药物，并与美国生物技术公司签署协议，以发现新的抗凝血疗法。最近，该公司从SD集团等投资机构筹集了2200万美元，计划将业务扩展到印度、美国和法国。

 

 

 

8、POLARISqb

 

POLARISqb是位于美国-达勒姆的一家企业。结合人工智能和量子技术，开发了世界上第一个用量子计算机构建的药物发现软件——Tachyontm，目前共筹集了210万美元。

 

该药物设计平台是公司的核心工具，用于在云中执行分布式分子设计工作，由自动化过程管理，并可实现搜索大型化学库和多项目同时运行等相关功能。该公司声称它可以大大加快药物设计并获得更高质量的研发线索，并在多种疾病和适应症中起作用。

 

2020年，POLARISqb与富士通合作开发了一个研究平台，以加速登革热和其他适应症的发现。2021年与Auransa合作，专注于被忽视的女性疾病。2022年和 PhoreMost合作开发量子计算平台，寻找新的癌症疗法。

 

 

9、ProteinQure

 

总部位于多伦多，成立于2017年，主要将量子计算、强化学习和原子模拟相结合，以设计新型的蛋白质药物。目前获得了460万美元融资。

 

利用三种组合技术，他们模拟了蛋白质折叠、生物分子之间相互作用的基本物理过程。此外，通过其专有算法和外部超级计算资源，ProteinQure可以设计基于肽的小疗法（包括环肽），并探索未知晶体结构的蛋白质结构。

 

 

10、Riverlane

 

总部位于英国剑桥，其网站上写着“世界上第一家量子工程公司”。该公司于2016年成立，共筹集了2410万美元，用于推进其量子硬件和软件技术在药物研究和化学等方面的应用。

 

2021年7月，与Rigetti Computing以及现有合作伙伴AstexPharmaceuticals合作，推进用于药物发现的量子计算。一个值得注意的项目是其量子计算机操作系统 -Deltaflow.OS®，它解决了当今量子计算的瓶颈之一：量子纠错。

 

 

11、Roivant Discovery

 

是Roivant Sciences（股票代码：ROIV）旗下的子公司，由VivekRamaswamy于2014年创立，通过收购总部位于波士顿的计算药物发现公司Silicon Therapeutics而成立。

 

这是一家研发平台开发商，结合基于物理的分子模拟、量子物理学、统计热力学和分子动力学，以改善传统的药物发现。2021年2月，Roivant Sciences以4.5亿美元的Roivant股权将其收购，并提供了额外的潜在监管和商业里程碑付款。

 

Silicon Therapeutics专注于癌症和炎症疾病，并且已经开发了自己的早期小分子候选药物的发现管道。该公司还将基因突变与生物学功能联系起来，活跃于构象遗传学领域。

 

 

12、Zapata Computing

 

总部位于波士顿的Zapata Computing是一家量子软件公司，为包括药物研究在内的许多用例提供工业及商业用途的计算解决方案。该公司成立于2017年，起源于哈佛大学Alán Aspuru-Guzik的实验室。

 

Zapata已筹集了总计6740万美元，投资者包括PreludeVentures和Comcast Ventures。该公司已经建立了研究平台“Orquestra”，结合了强大的软件技术和量子算法库，用于化学、生物制药和优化领域。

 

参考链接：

https://www.biopharmatrend.com/post/99-8-startups-applying-quantum-calculations-for-drug-discovery