当抗生素中间体行业龙头牵手业界领先的AI应用团队，将催生怎样的“化学反应”？
| |||||||||||||||||||||||||||
2月22日，川宁生物（301301.SZ）公告披露，公司与上海金珵科技有限公司建立战略合作关系，双方将就川宁生物抗生素中间体发酵产业的优化升级、利用AI辅助合成生物学研发及合作开发新产品等方面开展合作，将人工智能与川宁生物现有产业结合，尽快形成新质生产力，以全面提升川宁生物的生产方式和生产效率。
AI如何助力抗生素中间体生产
作为国内抗生素中间体主要生产企业之一，川宁生物围绕生物发酵技术、资源优势建立的先进产能在行业内可谓举足轻重，公司产品涵盖大环内酯类、广谱类抗生素的主要中间体，包括硫氰酸红霉素、7-氨基头孢烷酸（7-ACA）等产品，近年来亦大踏步进入合成生物学领域。
合作的另一方上海金珵科技，则是由科学家李金金控股的企业。李金金现任上海交通大学人工智能与微结构实验室主任，曾在美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、加州大学圣芭芭拉分校进行学习研究，其团队在“AI for Science”领域深耕10余年，先后主持/完成多个国家级项目。
2022年以来，以ChatGPT为代表的通用人工智能大模型横空出世，以人工智能驱动科学研究的“AI for Science”亦快速发展，日益表现出突破传统科学研究能力瓶颈的巨大潜力。在此背景下，作为产业龙头的川宁生物携手上海金珵科技，意在通过AI对底层科学研究的重大突破，推动产业发展的“换道”疾进。
川宁生物抗生素中间体的生产过程，是以玉米、黄豆等为原料，加工成淀粉、糖、豆油等含碳、氮化合物，以此为菌种提供营养，通过微生物转化的方式，制取头孢菌素、青霉素工业盐等粗品，并进一步通过提取纯化，最终产出抗生素中间体，即生物发酵提取工艺。
抗生素中间体的生产效率，简而言之，由原料的特性、对生物发酵过程的有效控制等因素决定，类似于白酒的酿造。但相较白酒成熟的生产工艺，抗生素中间体及生物合成产品的发酵工艺，在底层机理上仍有大量未破解的“密码”，这也意味着其产生效率、生产方式仍有大大提升的空间，乃至颠覆式创新的机会。
产研合作 从虚拟工程师到AI辅助生物合成
川宁生物选择与上海金珵科技及李金金团队的合作，显然是看中了后者通过“AI for Science”，破解生物发酵底层“密码”，进而提升产品生产效率乃至革新生产方式的潜力。
在人工智能辅助生物制造领域热潮的推动下，近年来全球涌现了大量人工智能算法预测生物分子的结构、力场、能量等参数的成功应用。在上海交大任教并成立上海交通大学人工智能与微结构实验室（AIMS-Lab）的李金金教授，在生命科学领域已颇有建树。AIMS-Lab团队开发了ITLFF、MLQM-protein等多个生物大分子力场构建软件、蛋白突变结构和能量预测软件、酶功能（酶活、热稳定性）筛选算法等。公开报道称，其AI驱动的研究能够将计算效率提升约1万倍，已被应用于结构生物学和合成生物学领域，如药物分子设计、多肽/抗体设计以及酶分子设计与改造。
川宁生物与上海金珵科技的合作，具体包括打造生成式人工智能虚拟工程师，金珵科技对川宁生物抗生素中间体的生产全流程进行人工智能优化，建立原料、工艺、产量的生成式可解释的人工智能工程化平台，打造生成式人工智能虚拟工程师，通过机器学习迭代反馈实现抗生素中间体生产新范式和效益的系统性提升。
合作还包括生成式AI辅助合成生物制造，金珵科技为上海锐康生物提供AI辅助研发服务，利用生成式AI辅助提升代谢途径中关键酶性能，用生成式AI预测复杂代谢途径中的靶点，从而提升终端小分子产品的效价、碳转化率和时空转化率，达到降本增效的目的。
2月25日，川宁生物在投资者关系活动中披露，李金金团队在AI端云协同进化平台上，以Alpha-bio大模型为基底，上游赋能了近100个专业模型，每个专业模型都是实验室自主开发，用于解决具体Science领域专业科学问题。
在产业应用层面，“如果能够顺利实现AI赋能目标，未来川宁生物有可能可以满足全球硫氰酸红霉素的供应需求，相信同时能大幅提高成本效益。”在合成生物学领域，“AI基于海量数据的持续学习能力和在未知空间的智能探索能力，对合成生物学的基因编辑效率、代谢途径优化、生产过程优化、蛋白质设计等方面均具有较大提升作用，有效契合了当前合成生物学降本增效需求。”
AI驱动的新质生产力正浮出水面
对于川宁生物而言，与上海金珵科技的合作，通过AI for Science破解基础研究的“堵点”，进而通过产业化提升生产效率，乃至革新生产方式，顺应了高质量发展要求下培育新质生产力的趋势。
新质生产力是以新技术深化应用为驱动，以新产业、新业态和新模式快速涌现为重要特征的生产力。在抗生素中间体行业，从化学合成到生物发酵工艺的转换堪称上一次新质生产力的涌现，而引入AI驱动生物发酵工艺进一步精细化、高效化，无疑将是行业内又一次新质生产力的涌现。
从川宁生物的发展轨迹看，公司长期以来的重要“护城河”，在于充分利用新疆伊犁地区的地理及资源优势，在农副产品发酵原料、煤炭、电力、发酵水平等方面实现更优的抗生素中间体生产成本。而进军合成生物学领域，进而携手业界领先AI应用团队，显示了川宁生物的发展模式正在经历从资源要素驱动，向技术创新驱动的转变。
在数字经济时代，新质生产力以数字化、网络化、智能化的新技术为支撑，具有广泛的渗透性和融合性，“AI+生物医药”正是这种渗透融合的生动体现。
当前，未来全球抗生素市场的竞争走势将更加趋向于原料药行业与中间体行业的产业结构优化、综合质量标准的提升以及环保技术的创新和提高。生产企业间的技术竞争力主要体现在生物发酵技术、酶制剂、关键技术设备的选择使用和过程控制等多个方面。使用不同技术和工艺在细节上的差别将使企业在生产效益与产品质量上存在差异，只有具备核心技术能力的企业才能凭借其成本和质量优势在抗生素中间体行业中持续发展。
“人工智能成果体现在提升人类对领域理论认知上，让人们尽早了解理论上限”，李金金教授在25日的投关活动中谈到：“在产业发展和AI的合作中，这种突发性创新实验结果会更加频繁出现。”
京公网安备 110105001605号