三优生物AI - STAL：十年间的技术演进与未来展望

三优生物的智能百万亿分子库（AI - STAL）从2015年开始，历经十年的发展历程。包括各年度的技术突破、成果创新以及对未来的展望等内容。

在生物医药这个充满活力与希望的领域，技术的革新就像一把神奇的钥匙，每一次转动都可能开启治疗手段的崭新大门。三优生物的智能百万亿分子库（AI - STAL），犹如一颗在生物医药天空中闪耀的新星，走过了一段波澜壮阔的十年征程。从最初的默默无闻到如今的辉煌成就，它逐步建立起一个庞大且先进的技术体系，为药物研发开拓出前所未有的道路。这一平台不仅仅是生物技术飞速发展的见证者，更是引领未来生物医药研究方向的灯塔。

2015年，是三优生物开启技术之旅的元年，AI - STAL开始萌芽。这一年，科研团队全力以赴打造技术内核。在展示载体方面，他们将目光聚焦在噬菌体展示技术上，对各类质粒载体精心筛选、改造和优化。这一过程充满艰辛，研究人员如同在黑暗中摸索的行者，经过无数次的实验与反复调整，终于成功建立起拥有自主产权的展示载体，构建出序列独一无二的噬菌体展示质粒载体。这一成果意义非凡，它让三优生物在技术上实现了自主可控，犹如为后续的技术突破奠定了一块坚实的基石。同时，三优生物在分子库概念设计上展现出独特的前瞻性眼光。当时，传统的抗原库和分子库构建思路较为单一，而三优生物的科研人员却能融合免疫学、分子生物学等多学科知识进行创新，提出多途径抗原库和多种类分子库概念设计，旨在从不同途径获取抗原，构建多种类型的分子库，以满足药物研发多样化的需求。2016年，三优生物踏上了重要的商业化征程。在技术整合方面，团队巧妙地将杂交瘤与噬菌体展示技术相结合。杂交瘤技术虽然能产生特异性强的单克隆抗体，但筛选效率低是其短板；噬菌体展示技术则具有高通量筛选的优势。三优生物的科研人员就像智慧的工匠，取两者之长，补两者之短。他们先利用杂交瘤技术制备出具有初步特异性的抗体，然后再借助噬菌体展示技术对这些抗体进行进一步筛选和优化，从而大大提高了抗体的质量和筛选效率。基于这项技术，合成和半合成抗体库的概念设计也顺利推进。团队创新性地提出通过人工合成和半合成的方式构建抗体库，增加了抗体的多样性和特异性。在商业化应用上，三优生物成为中国小鼠免疫库商业化应用的先驱者。他们将自主研发的小鼠免疫库推向市场，为众多科研机构和药企提供了高效的抗体筛选工具，在行业内迅速积累了良好的口碑和影响力。2017年，三优生物专注于夯实技术基础。在千亿全人抗体库概念设计上，科研团队深入探究全人抗体的结构和功能特点，结合先进的基因合成和克隆技术，精心规划构建一个包含千亿级别的全人抗体库。通过大量的前期调研和实验模拟，确定了库的构建方案和技术路线。与此同时，共同轻链库的概念设计也同步展开。科研人员在研究中发现，在抗体构建过程中，轻链的稳定性和兼容性对抗体性能有着重要影响，于是提出构建共同轻链库的设想，目的是为后续的抗体开发提供更加稳定和高效的轻链来源。此外，小鼠免疫抗体库也得到进一步升级。通过优化免疫方案和筛选流程，提高了抗体库中抗体的亲和力和特异性，进一步提升了其在药物研发中的应用价值。2018年，三优生物在初代文库探索方面取得了重大突破，AI - STAL 1.0开始起步。团队成功构建了千亿全人抗体库，这一成果打破了当时的记录。在构建过程中，面临着基因合成难度大、文库构建效率低等诸多挑战。然而，科研人员凭借坚韧不拔的毅力和创新精神，通过优化基因合成方法，采用高效的克隆技术和筛选策略，克服了重重困难，构建出分子数量数倍于百亿抗体库的千亿全人抗体库。随着库容的显著提升，优选先导分子的数量大幅增加，为药物研发提供了更多优质的候选分子。同年，百亿单域天然库也成功构建并创下记录。当时，全球单域抗体的最大库容仅为40多亿，三优生物凭借其先进的技术平台和创新的构建思路，突破了这一限制。团队从羊驼等动物体内获取单域抗体基因，通过优化基因克隆和表达条件，成功构建出百亿级别的单域天然库。到了年底，还完成了十亿级共同轻链库的构建。在这个过程中，科研人员对轻链基因进行精细筛选和组装，确保了共同轻链库的质量和稳定性，为后续万亿级共同轻链抗体库的开发奠定了坚实的基础。2019年，三优生物在单域文库开发领域大步迈进。万亿全人抗体库概念设计稳步推进，团队通过对千亿全人抗体库的数据分析和技术总结，提出构建万亿全人抗体库的设想。他们计划通过进一步优化基因合成和文库构建技术，增加抗体的多样性和复杂性。同时，成功构建了超千亿单域抗体库，再次刷新记录。在构建过程中，科研人员引入新的合成技术和筛选方法，提高了单域抗体库的质量和筛选效率。此外，十亿共同轻链库验证完成。通过一系列严格的实验验证，证明了该库在抗体构建中的稳定性和有效性，为后续的抗体开发提供了可靠的轻链来源。2020年，三优生物迎来深度技术升级。在人源化半合成概念设计上，团队基于对人体免疫系统和抗体结构的深入理解，提出通过人工合成和基因改造相结合的方式构建人源化半合成抗体库。他们期望在保留抗体天然活性的基础上，提高抗体的人源化程度，降低免疫原性。人源化单域概念设计也同步开展，科研人员针对单域抗体的特点，通过对单域抗体骨架进行人源化改造，构建人源化单域抗体库，以提高单域抗体在人体中的应用安全性和有效性。共同轻链库概念设计也得到进一步深化，团队从分子层面深入研究共同轻链的结构和功能，为构建更加高效的共同轻链库提供理论支持。2021年，对于三优生物来说是具有里程碑意义的一年，成功建成三大万亿库。万亿全人重组抗体库的建成创下记录，团队在构建过程中，采用先进的基因重组技术和高效的文库筛选方法，确保了库中抗体的多样性和高质量。万亿全人半合成抗体库也顺利建成，这是在万亿全人抗体库基础上，通过CDR间的基因重组实现的升级。科研人员利用精准的基因编辑技术，对抗体的互补决定区（CDR）进行重组优化，提高了抗体的特异性和亲和力。万亿人源化单域抗体库同样创纪录建成，该库基于高度人源化的单域抗体骨架，参照自然界的CDR序列特点，通过精准定向合成的方式构建而成。同年，首个万亿级分子库的筛选验证取得优异成果，针对单个靶点蛋白，平均先导分子数量高达数百个，且多样性极高，为药物研发提供了丰富的优质候选分子。

2022年，三优生物在分子库建设和平台整合方面取得新突破。万亿全人共轻库成功构建并创下记录，该库能有效解决“Two in one”类双抗构建中的轻重链错配难题，为双抗、双靶或双表位ADC等抗体的开发提供了有力支持。至此，三优生物的四个万亿库的库容累积达到了七万亿的超大规模。同年6月3日，三优生物将超万亿分子库及相关技术整合为平台，并命名为“三优超万亿创新抗体药发现平台”（STAL），正式对外发布。这一平台整合了多种先进技术和丰富的分子库资源，为药物研发提供了一站式解决方案。与此同时，千亿环形多肽分子库的构建及验证也顺利完成。科研人员通过创新的多肽合成技术和筛选方法，构建出具有独特结构和功能的环形多肽分子库，为多肽药物研发开辟了新的方向。2023年，三优生物的超万亿分子库库容实现飞跃。万亿多肽库成功构建并创下记录，团队在多肽合成技术和文库构建方法上取得新突破，使得库容达到三万亿。至此，超万亿分子库的累计库容突破了十万亿。同年10月，对超万亿创新生物药发现平台进行了系统的总结和发布，进一步完善了平台的功能和服务体系。同年年底，完成了千亿新型Anti - Calin分子库的构建及验证。Anti - Calin分子具有独特的结构和功能，在靶向治疗领域具有广阔的应用前景，该库的构建为相关药物研发提供了重要的分子资源。2024年，三优生物引入AI技术助力分子库设计。第二代超万亿单域库的概念验证率先启动，团队利用AI算法对单域抗体的结构和功能进行分析和预测，优化库的构建方案。通过大量的模拟实验和数据分析，确定了第二代超万亿单域库的构建方向和技术要点。同年10月，完成了第二代超万亿单域库概念库的构建及验证。目前，第二代万亿级单域抗体库正在紧锣密鼓地构建中。同时，第二代超万亿多肽库的构建工作也在积极推进。团队借助AI技术，对多肽的序列和结构进行优化设计，提高多肽库的质量和筛选效率。此外，核酸分子库概念设计也提上日程，科研人员设想利用AI技术设计和构建具有特定功能的核酸分子库，为基因治疗等领域提供新的技术手段。2025年1月，AI - STAL 2.0正式启动，计划经过数年的努力，完成智能百万亿分子库的构建及逐步上线。计划新增10万亿新型单域库上线，充分融合AI技术，通过AI算法对单域抗体的基因序列进行优化设计，提高新型分子库中抗体的多样性和特异性。同时，实现了AI在抗体发现和优化的全流程打通。从抗体基因的设计、文库的构建，到抗体的筛选和优化，AI技术贯穿始终。利用AI算法对大量的生物学数据进行分析和挖掘，快速准确地发现潜在的抗体分子，并对其进行优化改造，大大提高了抗体研发的效率和成功率。展望未来，AI - STAL 2.0有着广阔的发展前景。在发展方向上，面向5大方向，包括适应症、分子形式、应用场景、小程序和重要靶标。在分子种类上，涵盖6类分子，包括全人单克隆抗体、共同轻链抗体、人源化单域抗体、环状多肽分子、ADC分子和mRNA分子，为不同疾病的治疗提供多样化的分子工具。在应用场景上，适配8大场景，包括ELISA，WB，IHC，IF，IP - ID，FC，SPA，SPB。在技术融合上，融合7项AI程序，包括从头生成，表位预测，免疫原性预测，成药性预测，特异性预测，亲和力预测，one - click分子设计，提升研发的智能化水平。在疾病研究上，深耕9大人类疾病，包括肿瘤、自免、感染、代谢、眼科、神经、心血管、抗衰老及各种罕见病。在靶标探索上，针对10万重要靶标展开深入研究，为开发更多创新药物奠定坚实基础。

三优生物的智能百万亿分子库（AI - STAL）从2015年的萌芽起步，历经10年的不懈努力和技术创新，已发展成为生物制药领域的强大技术平台。未来，随着AI技术的深度融合和不断拓展，必将在攻克人类重大疾病、开发创新药物等方面发挥更加重要的作用，为人类健康事业做出卓越贡献。

本文总结了三优生物的智能百万亿分子库（AI - STAL）从2015年到2025年的发展历程，包括各年度在技术研发、分子库构建、商业化应用等方面的成果。并对AI - STAL 2.0的未来发展方向进行了展望，如在多方面的拓展和多种技术融合等，展现出其在生物制药领域的重要意义和广阔前景。