2024 年 10 月,诺贝尔化学奖迎来三位新得主。David Baker 凭借其计算蛋白设计领域的贡献得到一半奖金,而 Demis Hassabis 和 John M. Jumper 则凭借蛋白质结构预测领域的贡献分享另一半奖金。
图片来源:诺奖官网
借助人工智能,David Baker 创造出全新的蛋白质,Demis Hassabis 和 John M. Jumper 则预测了几乎所有已知蛋白质的结构。
然而,仅仅半年后的 2025 年 4 月,伊利诺伊大学芝加哥分校兼职教授 Sarfaraz K. Niazi 向诺贝尔奖基金会提交请愿书,以并非真正突破性发现为由,向蛋白质结构预测发起公开挑战。
Niazi 为何提出质疑
自 2024 年诺贝尔化学公布后,蛋白质 3D 结构预测的人工智能预测已引起颇多争议,而 Niazi 教授显然是质疑者中反应最猛烈的一个,他甚至在爱思唯尔期刊发表了经同行评审的论文,提出了论据充分的质疑。
图片来源:论文截图
首先,是对「科学突破性」的质疑。
Niazi 教授的论文从莱文塔尔悖论(Levinthal paradox)谈起。
经过计算,100 个氨基酸、99 个肽键的多肽结构,其可能的折叠构象已是天文数字,而正确的则只有一种或几种。
现有算法的预测依赖已知的、非生理条件下的结构数据,比如,X 射线晶体学或冷冻电镜数据。这些数据可能因为低温、化学沉淀剂等实验条件的不同,导致蛋白质结构偏离真实生理状态,因此预测结果的实际应用价值有限。
其次,是对技术本质的质疑。
Niazi 教授认为,人工智能利用的算法,在本质上是「高效的数据模式识别」,而非基于物理化学原理的突破性发现。其已有的成功,更多归功于算力和数据规模,而非对蛋白质折叠机制的根本性理解。
其三,该算法忽视了动态结构属性。
蛋白质在生理环境中以动态构象集合存在,很多蛋白还存在多种构象,甚至无序结构(IDPs),其稳定结构仅在与靶标结合时形成。
这些动态构象受 pH 值、离子浓度等因素影响。现有算法无法捕捉这种动态性,预测的静态结构难以反映蛋白的实际功能。
另外,Niazi 教授通过测试该算法以验证其对随机氨基酸序列的预测能力,发现这一算法的可靠性相当不足,这加大了对算法普适性的质疑。
简单总结一句,Niazi 教授强调的是,AI 辅助的蛋白结构预测,更接近一种技术优化,而非基础性的科学突破。
截至目前,诺贝尔奖基金会尚未正式回应 Niazi 的请愿。后续如何,只能拭目以待。
Niazi 来头可不小
流量为王的时代,有一种爆得大名的方式是碰瓷名人。但公开质疑诺奖和碰瓷名人可不一样,肯定得有两把刷子才行。
而这位打扮酷似龟仙人的 Niazi 还当真有点来头。
图片来源:个人主页
作为学者,Niazi 是伊利诺伊大学和休斯敦大学的兼职教授,曾撰写 60 多本专业书籍,100 多篇研究论文,内容主要涉及生物加工、药物发现、药物制剂等领域。
这让他在药物和剂型开发方面成为公认的权威。
作为企业家,Niazi 创造了「生物类似 biosimilar」这个词,并创立了美国首家生物类似医药公司,成功融资 5 亿美元,推动多个生物类似药在美国获批上市。
作为多产的发明家,Niazi 还拥有 100 多项专利,其中最突出的是生物加工技术领域。目前他是该领域技术专利的最大单一持有者。
Niazi 不仅在学术界有深厚积累,还担任多国政府的医药政策顾问。顺便说一下,他还是一名专利法从业者。
以上成就里,最让 Niazi 感到自豪的是创造 biosimilar 这个词。这个词以及背后的理念,已经延伸到制药领域。
所谓 biosimilar(有时也指该类药物),是指与原研药的生物制剂在质量、安全性和有效性上高度相似但又不完全等同的治疗用生物制品,包括单抗、重组蛋白、血液制品等。
如今,这一术语已成为国际通用概念。生物类似药已经在全球节省了数百亿美元的卫生支出,大大降低了医疗成本,改善了患者生存质量。Niazi 等科学家正在努力加速这一进程。
生物类似药有什么前景
作为大同行,咱们有必要在了解对 2024 年诺贝尔化学奖的质疑之外,再顺手多了解点生物类似药的情况。
化学药在有了原研药后,还有「me too」和「me better」的研发,能够较容易地「抄作业」,把活性结构复制出来。可生物药因为分子普遍很大,后续研发没办法直接抄作业,也不可能存在所谓「生物仿制药」。
这时候,生物类似药的理念就用得上了:承认固有的差异,把握质量、安全性和有效性这三个核心,为快速研发新药开绿灯。
据专家和机构预测,全球生物类似药市场规模到 2030 年将达到 750 亿美元,年复合增长率高达 15%。中国的生物类似药在 2020 年进入爆发期,当年市场规模就已高达 23 亿元。
随着国内各种单抗类药物的纷纷上市,到 2023 年,市场规模已突破百亿元大关。预计到 2029 年,国内市场规模将达 317.95 亿元。
当然,生物类似药能有这样的发展,主要得益于基因编辑技术、单细胞测序技术、连续流生产工艺等先进生物技术和制造工艺的应用。
有了这些技术,生物类似药的研发和生产更加高效、精准,而且药品的质量有所保障,还能有效控制成本 —— 基本上化学药能做到的,生物制剂也全都能达到了。
随着精准医学概念的兴起,利用大数据分析和人工智能技术优化临床实验设计和患者选择,将成为未来发展的一个重要方向,有助于提高生物类似药的研发效率和成功率。
在质量标准方面,实现生物类似药标准的统一,显然比化学药物的仿制药困难得多。所以,各国的政策与监管也倾向优化和松绑。
美国 FDA 调整可互换性认定标准,允许通过可比性分析替代部分临床研究;欧洲 EMA 提议免除部分生物类似药的疗效对比研究,简化审批流程。
我国早在 2015 年就发布了《生物类似药研发与评价技术指导原则 (试行)》,规范了研发和市场秩序。
经过十年沉淀,行业专家普遍预测,今年极有可能是生物类似药全国集采元年。
图片来源:安徽省医保局官网
全球老龄化趋势加剧,慢性疾病、癌症、自身免疫性疾病等患者人数增多,各国的医疗医保体系以及患者家庭,正承受着更大资金压力。
相似的治疗效果,生物类似药价格通常比原研药低 20%~40%,能够满足更多患者的需求。以美国来看,生物原研药因为生物类似药的上市,四年后平均价格降至六成。
在生物制剂中,相比于原研药,生物类似药的研发多数是在相对确定的路径之下,比拼不同的工艺与速度。这给了一向擅长再创新的国内药企创造出新机会。据统计,中国的生物类似药研发管线位列全球之最。
生物类似药已然成为市场的宠儿,将在政策支持、技术进步和国际扩张的驱动下持续增长,并有望通过创新与合作,在全球市场中占据更大份额,同时推动医疗公平和成本控制。
回到最初的新闻,不论结果如何,Niazi 教授都用自己的行为告诉大家,权威就是用来质疑的,哪怕是诺贝尔奖也不能例外。
就像生物类似药的诞生一样,任何领域的科学,只有不断产生质疑,才能避免死水一潭。不破不立,乃是追寻真理的道路,也是科学创新发展的动力。
题图来源:图虫创意
参考资料:
1. https://www.nobelprize.org/all-nobel-prizes-2024/
2.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2950363925000109
3.https://www.tmcnet.com/usubmit/2025/04/10/10175965.htm
4. https://niazi.com/
5. https://www.gov.cn/xinwen/2015-03/11/content_2832478.htm
6. https://ybj.ah.gov.cn/xwzx/ybyw/149782931.html
7. https://baijiahao.baidu.com/s?id = 1827644551562942849&wfr = spider&for = pc
8. https://m.bjnews.com.cn/detail/1720704881168175.html
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