创新药研发背后，辉瑞用了哪些技术推动器？

注：本文内容转载自钛媒体App

辉瑞利用科学的武器，勇敢面对并且战胜了许多严重影响人们生命健康的顽疾。

创立于1849年的辉瑞，始终立足时代的前沿，通过把变革性技术和顶尖科学相结合，为患者带来改变其生活的突破创新。170多年来，辉瑞的创新药品惠及全球14亿患者，世界上每六个人中就有一个人曾经或正在使用辉瑞的产品。

与众多跨国药企业一样，辉瑞在创新药研发方面也面临着“121”挑战，耗时超过10年，研发成本超过20亿美金，而最终成功上市率却还不足10%，而云和AI的融入，则大大加快了这一进程。两个有力的证明是：从辉瑞宣布与BioNTech合作开发新冠疫苗Comirnaty，到获得FDA（美国食品药品监督管理局）紧急使用授权，仅用了269天；辉瑞目前正在努力推动一项在业内史无前例的目标，就是在18个月内推出19种药物和疫苗，现在辉瑞已成功推出13种。

取得这些成就的关键因素就是与亚马逊云科技的合作，该合作始于2019年双方联合开发了一个专用的科学数据云（Scientific Data Cloud，SDC）。此后，辉瑞使用了多种亚马逊云科技产品和服务来探索新创意，快速构建原型以及激发对数字药物开发创新的热情，让新药研发更快、更省、更准。

269天内疫苗上市

云计算带来前所未有研发速度和规模

回顾疫情期间，辉瑞和亚马逊云科技积极地让技术以更有意义的方式发挥作用，全力推动Comirnaty这款疫苗在创纪录的269天内上市。

在研发开始的几周，亚马逊云科技迅速提供高性能计算能力，使辉瑞能够在云中扩展数万个核心计算资源。通过这些额外的CPU，辉瑞可以快速执行对疫苗开发至关重要的详细分析，了解如何制造候选疫苗。在临床试验方面，辉瑞利用人工智能和机器学习技术，实现4个小时一次的数据更新，以满足当时紧张的需求。之后，辉瑞需要在不到一天的时间内提交数据进行FDA申报，亚马逊云科技按需增加算力，让辉瑞可以迅速推进项目进程。

为了快速提升产能，辉瑞业界首创的数字化运营中心还为团队提供了跨工厂协作的平台，能够实时查看生产状态和解决问题，同时，通过AI驱动的智造流程实现20%的产能增加。例如，通过mRNA预测算法，辉瑞每批次的疫苗产量增加了2万剂。

在疫情爆发之前，辉瑞的整个产品组合生产制造了2.2亿剂疫苗。2021年，仅Comirnaty疫苗生产量就超30亿剂，2022年更是飙升至40亿剂。该产品2021年销售额高达369亿美元，成为制药史上销售最快的药物之一，也帮助辉瑞的制药业务重回全球“第一”位置。

为达成18个月推出

19种疫苗的雄心壮举

AI助力下的药物研发还需

关注算力和数据

伴随着新冠疫情的缓解，这个充满挑战的时段已经过去，辉瑞又在尝试新的突破，而曾经惊人的新药研发速度，也让辉瑞对接下来制定的宏伟目标充满信心。2023年初，在JPM大会（摩根大通医疗健康年会）上，辉瑞首席执行官Albert Bourla表示，辉瑞正在为一波新产品开发及上市做准备，计划18个月内推出19种药物和疫苗。

数字化、数据和AI对实现这一目标至关重要。制药是一个高度封闭和保密的领域，AI却强调“开放”，训练数据的广度和质量很重要，二者的结合面临着算力、数据技术、人才等诸多挑战。而多年前，辉瑞就已经奠定了这方面的基础。

辉瑞首席数字和技术官Lidia Fonseca表示：“通过集中数据、构建稳健而安全的基础设施、创建全球可扩展的标准平台、培养强大的数字化和AI人才，辉瑞为科技和AI在公司内的蓬勃发展创造了必要条件，助力实现更具影响力的创新。”

2019年，辉瑞和亚马逊云科技整合来自数百台实验室仪器的多模态数据，合作开发了行业领先的SDC平台。这一端到端的平台基于亚马逊云科技构建的开放数据湖架构，可以简化处理、存储、检索、重复使用和分析实验室及生产设备生成科学数据的流程。自交付以来，它带来的时间节省让辉瑞团队加速了分析和计算研究，并利用AI算法来识别和设计最有前景的新化合物。

2021年，辉瑞又启动了一项重要的数字化转型壮举：将上云的核心IT基础设施比例从10%提高到80%。完成这一目标，需要在42周内迁移1.2万个应用程序和数据库以及8000台服务器，这是与辉瑞同等规模的公司中，在亚马逊云科技上实现的最为迅速的迁移项目之一。

迁移至亚马逊云科技为辉瑞每年节省了超过4700万美元，并帮助公司缩减了三个数据中心，减少了4700吨二氧化碳排放，相当于1000个家庭一年的能源使用量。且这一举措也让辉瑞成功将创建计算能力所需的时间从几个月缩短到几个小时，从而将大型药物提交所需的数据生成速度提高了75%。

使用生成式AI

大幅优化药物开发和制造流程

为了更好地使用基于云的解决方案优化新药的开发，辉瑞制药科学小分子（PSSM）团队和亚马逊云科技又联合推出了PACT（Pfizer-Amazon Collaboration Team）计划。该计划旨在将亚马逊云科技在数据分析、机器学习、AI、计算、存储方面的能力应用于辉瑞实验室、临床生产和临床供应链工作。

PACT会根据创新的预期商业价值来选择用例，重点先关注跨内部业务的问题。首个用例旨在将1500名PSSM科学家在数据发现上所花费的时间减少多达80%。开发一种药物大约会生成2万份文件，科学家通常必须使用各种工具手动查找数据，才能找到所需的历史数据。早期的实验促成了一项全新亚马逊云科技服务的开发：Amazon Kendra，这是一项智能企业搜索服务，可供组织通过内置连接器在不同的内容存储库中进行搜索。

为了提高搜索效率，科学家们还在亚马逊云科技上自建了生成式AI云服务VOX，通过VOX访问Amazon Bedrock中的大语言模型，以自然语言提出问题，通过语音命令聊天机器人进行文档搜索，加速研究，比如在更高效地识别新的肿瘤靶点。据辉瑞估计，每年可为科学家节省多达1.6万小时的数据搜索和提取时间，并将基础设施成本降低55%。

辉瑞构建的另一个原型系统，目标是检测连续临床药物制造平台中的异常数据点。在这个过程中使用机器学习服务Amazon SageMaker、机器学习工业设备监控服务Amazon Lookout for Equipment、用于自动检测指标中异常的Amazon Lookout for Metrics和云端商业智能分析工具Amazon QuickSight，构建先进的机器学习模型，以检测固体口服药物生产中可能发生的任何问题，这对于保持生产质量和效率至关重要。

辉瑞正在积极探索更多生成式AI应用，包括撰写专利申请初稿和生成医疗和科学内容，供人工审核和最终确认，在节省了时间的同时能够将突破性成果更快地带给患者。借助Amazon Bedrock提供的各种大语言模型，辉瑞可以轻松对接各个供应商，为特定使用场景选择更适合的基础大语言模型，加快辉瑞整体AI战略的推进。

通过PACT计划培育辉瑞创新文化

在PACT计划中，辉瑞的药物开发和临床生产团队提出可行性想法，亚马逊云科技则通过解决方案架构师、原型设计和云工程团队提供技术专业知识支持。辉瑞团队可以心无旁骛地高度关注正在进行的技术创新项目，PACT负责解决原型设计所需带宽方面的挑战。

亚马逊云科技专业服务团队是一个全球专家团队，通过项目实施积累了丰富的实战经验，可以帮助组织通过亚马逊云科技实现预期的业务成果。在专家指导下，辉瑞成功的原型设计将进入最小可行产品（Minimum Viable Product，MVP）阶段，并可能进入生产阶段。

PACT鼓励辉瑞团队发挥创新热情，即使有的想法尚未成熟，如探讨使用虚拟和增强现实进行训练的想法，PSSM小组通过原型设计实验发现尚未为这项技术做好充分准备，在这一过程中，快速设计和快速失效的学习经历对辉瑞团队而言是一大益处。

辉瑞制药科学小分子（PSSM）数据和数字创新负责人Vijay Bulusu表示：“借助亚马逊云科技的人才和技术，我们改变了我们的创新文化，并在很短时间内完成了大量工作，通过PACT计划，我发现最重要的好处是，它激发了人们进行更大胆的思考，大家都开始主动应对以往不愿意面对的挑战。”

如今，从PACT项目中吸取的经验，激发了多个辉瑞业务线领域的创新，如辉瑞大分子团队已经开始使用项目中的ML技术推进研发生产。通过PACT，辉瑞已开展了14个创新项目，并且目前已有五个想法付诸实施。

对于患者和他们的亲人来讲，时间就是生命。多年来，辉瑞一直依托亚马逊云科技成熟的云计算和AI技术，来推动全球范围的创新和生产力提升，从而加速药物的发现、研发和生产，提高为患者开发新疗法的成功率。

如今，生物医药行业迎来智能化的新时代，辉瑞正以全新的姿态迎接AI浪潮下的机遇和挑战，坚守“以患者为中心”的初心，全力以赴致力于推动疾病的预防、治疗和治愈。相信在亚马逊云科技的赋能下，辉瑞将加快创新步伐，造福更广泛的人群。