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01
公司概况与历史渊源
Generate Biomedicines 成立于2018年,由全球生命科学领域最负盛名的创业孵化机构 Flagship Pioneering 内部孵化诞生,总部位于美国马萨诸塞州萨默维尔市。与传统的风险投资不同,Flagship Pioneering 采用独特的“创投孵化”模式:其内部的资深合伙人提出极具前瞻性的“科学假说”,在Flagship Labs进行数年的隐秘概念验证,一旦验证可行,便亲自出资组建公司、招募高管团队并将其推向市场。Generate正是这套工业化“造星流水线”上继Moderna之后孕育出的又一颗超级明珠。
公司的诞生可以追溯到2016年。当时,“AI制药”主要停留在利用机器学习筛选已知小分子化合物库的阶段,但Flagship内部启动了两个极具野心的探索项目——FL56和FL57。时任达特茅斯学院计算机与生化教授的 Gevorg Grigoryan(现任Generate CTO)在参与项目时,通过对全球蛋白质数据库(PDB)进行海量统计分析后,提出了一个颠覆性的发现:大自然在三十亿年进化中产生的蛋白质,其底层三维结构的折叠和排列遵循某种类似于人类语言的“通用语法”。这一发现构成了Generate技术理念的核心——如果能让机器学习掌握这种“生命语法”,人类就能像写文章、敲代码一样,直接凭空生成具有特定治疗功能的蛋白质大分子。
2018年,基于这一宏大愿景,Grigoryan与Flagship创始人兼CEO Noubar Afeyan等人创立了Generate:Biomedicines。Grigoryan拥有马里兰大学巴尔的摩县分校生物化学和计算机科学双学士学位、麻省理工学院生物学博士学位,并曾在达特茅斯学院担任教授,兼具计算生物学和实验生物学的深厚背景。
02
核心理念与合成生物学定位
Generate将自己定位为一家 “生成式生物学”(Generative Biology) 公司,其核心使命是从传统的“药物发现”转向“药物生成” ——即不是从自然界中筛选或改造已有分子,而是利用AI直接从零开始“编写”具有预设治疗功能的蛋白质。公司明确提出了“可编程生物学”(Programmable Biology)的概念,意味着能够在治疗领域和蛋白质模态中,以预定的意图设计和编写生物功能。
从合成生物学视角来看,Generate的技术体系与合成生物学的核心范式高度契合。合成生物学的核心工程框架是 “设计-构建-测试-学习”(Design-Build-Test-Learn, DBTL)循环——一个四步迭代过程,旨在优化生物系统以实现特定的、可衡量的性能目标。Generate的Generative Biology平台正是这一范式在蛋白质药物开发领域的最前沿实践。
具体而言,该平台整合了以下关键环节:
生成(Generate) :利用AI模型(主要是Chroma)从零设计全新蛋白质序列和结构;
构建(Build) :通过DNA组装和蛋白质生产技术将设计转化为真实分子;
测试(Test) :利用高通量实验平台(包括冷冻电子显微镜、多重生物检测等)验证蛋白功能和特性;
学习(Learn) :将实验数据反馈回AI模型,实现持续迭代优化。
这一闭环系统使公司能够不断进化其设计能力。Generate宣称其技术潜力已获得初步验证,三款通过计算工程技术开发的蛋白质药物已进入人体临床试验阶段。
03
Chroma模型:合成生物学的“蛋白质生成引擎”
Chroma是Generate技术生态的核心,其研究成果于2023年11月发表在《自然》杂志上。根据论文描述,Chroma是一个用于蛋白质和蛋白质复合物的生成模型,可以直接采样新型蛋白质结构和序列,并能够通过条件设置将生成过程引导至所需的特性和功能。
技术架构:Chroma建立在扩散模型和图神经网络的框架之上。扩散模型通过以可逆的方式逐渐将高维分布转换为简单分布来对高维分布进行建模;图神经网络则能够有效处理复杂分子系统中的几何信息。此外,Chroma还引入了一个尊重聚合物系综构象统计的扩散过程、一个基于随机图神经网络的高效神经架构(支持亚二次方缩放的远程推理),以及用于从预测的残基间几何结构高效合成3D结构的等变层。这套技术体系使Chroma被学术界称为蛋白质领域的“DALL-E”——能够按需生成具有特定结构、功能甚至对称性的蛋白质。
关键能力:
大规模生成能力:Generate已成功设计并验证了超过100万种自然界中从未存在过的蛋白质,这些蛋白质在临床前测试中表现出极高的稳定性和功能性。
精准条件控制:Chroma将蛋白质设计实现为在外部约束下的贝叶斯推断,这些约束可以涉及对称性、子结构、形状、语义,甚至自然语言提示。科学家只需输入目标靶点的参数,Chroma就能生成相应的蛋白质结构。
实验验证:对310种蛋白质的实验表征表明,从Chroma采样的蛋白质能够表达、折叠并具有良好的生物物理性质。两种设计蛋白的晶体结构与Chroma样本实现了原子级一致性(骨架RMSD约1.0 Å)。
开源与开放:Generate已将Chroma开源供学术界和工业界使用,体现了公司在推动整个领域发展方面的战略远见。
04
知识产权护城河
Generate以算法平台为核心竞争力,围绕生成式蛋白质设计构建了密集的专利布局,涵盖通用的蛋白质设计规则和具体应用场景中的算法。
核心算法专利:
扩散模型用于蛋白质设计(US20260038629A1):涵盖从头蛋白生成的技术体系,包括接收蛋白质特征目标并通过扩散过程逐步调整蛋白结构的方法。
机器学习引导的多肽设计(PCT/US2020/044646)
利用基于模型方法优化蛋白质(PCT/US2021/029197)
用于从头抗体亲和力成熟和特性改进的深度学习(PCT/US2021/043461)
结合剂的计算机生成(PCT/US2022/076970)
利用机器学习生成针对病毒蛋白的交叉反应性中和抗原结合分子(PCT/US2025/032314)
此外,Generate还在持续扩展其专利版图,2025年8月提交了新的专利申请(申请号19300271)。公司还在探索自然语言与蛋白质语言模型的早期融合(US20250279161A1),旨在开发能够理解并响应混合模态查询的智能系统,用于生成供合成的蛋白质和供制造的小分子药物。
05
研发管线深度解析
Generate拥有近20个在研项目,聚焦于免疫学、肿瘤学和传染病等领域。以下按管线成熟度逐一深入解析:
5.1 GB-0895(抗TSLP长效抗体)—— 全球首款进入III期的AI设计抗体
5.1 GB-0895(抗TSLP长效抗体)—— 全球首款进入III期的AI设计抗体
GB-0895是Generate的旗舰资产,靶向胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP) ,这是一种来源于上皮细胞的细胞因子,在哮喘等2型炎症疾病的发病机制中起核心触发作用。
技术路线:GB-0895并非从头设计的抗体,而是利用Chroma模型对已上市的TSLP抗体Tezspire进行AI驱动的优化筛选。Generate的初始目标是设计一种与TSLP结合能力比Tezspire强五倍的抗体,并将给药频率从每月一次延长至每三个月一次。通过AI优化,Generate改变了约20%的CDR区(互补决定区,负责识别并结合目标蛋白质),筛选结果最终显示结合能力提高了20倍(达到约100 fM级别),这为实现每六个月给药一次的可能性奠定了基础——是公司最初目标的两倍。此外,公司对Fc段进行了YTE突变工程化改造,使抗体在酸性条件下与FcRn的结合亲和力大幅提升,从而在很大程度上免于被溶酶体降解,有效延长了半衰期。
临床进展:
I期临床(轻度至中度哮喘) :涉及80-96名受试者,单次皮下注射不同剂量(10 mg至1200 mg)。安全性方面,大多数不良事件为轻度至中度,严重不良事件经评估与试验药物不相关。药代动力学数据显示各剂量组血药浓度-时间曲线呈平行趋势,药物暴露量与给药剂量成正比。疗效方面,100mg及以上剂量组的嗜酸性粒细胞计数迅速下降至接近零或极低水平,表明TSLP通路被有效抑制,这种抑制作用在6个月内持续维持。FeNO(气道嗜酸性炎症标志物)也从300mg剂量开始显著降低,同样维持6个月。半衰期约为89天。
COPD适应症:在重度COPD患者的1b期扩展试验中显示出关键生物标志物减少,PK特征与前期试验一致。
III期临床:2025年12月,Generate宣布启动两项全球III期临床试验——SOLAIRIA-1和SOLAIRIA-2,计划招募约1600名患有严重哮喘的成人及青少年患者。2026年1月26日,首位患者完成给药,预计2028年上半年完成全部入组。约3亿美元IPO募集资金将用于这两项III期试验。
里程碑意义:GB-0895是全球首个完全由生成式AI主导设计并进入III期临床的抗体药物。从分子设计推进至III期临床仅用时约四年,显著压缩了传统药物研发周期。
5.2 GB-4362(MMAE中和单抗)—— 解决ADC毒性痛点
5.2 GB-4362(MMAE中和单抗)—— 解决ADC毒性痛点
GB-4362是一种抗体偶联药物(ADC)辅助疗法,设计用于选择性结合并清除循环中游离的单甲基奥瑞他汀E(MMAE) 。MMAE是多种ADC药物的毒性载荷(payload),当从ADC中释放出来时会引起严重的全身毒性。GB-4362的设计目标是降低游离MMAE水平而不干扰完整的ADC活性,从而改善治疗指数,有望支持现有药物的更持续给药和/或新型药物的更高剂量给药。该药物于2025年12月获批IND,2026年1月23日获得FDA快速通道认证,预计2026年启动I期剂量递增试验。
GB-4362(MMAE中和单抗)—— 解决ADC毒性痛点
5.3 GB-5267(MUC16靶向CAR-T)—— AI设计的实体瘤细胞疗法
GB-5267是一种靶向MUC16的IL-18修饰的CAR-T细胞疗法,专注于实体瘤尤其是卵巢癌的治疗。Generate利用其AI平台设计具有增强稳定性、表达量和功能的best-in-class CAR-T细胞疗法,每个设计周期仅需约4-6个月,远短于传统所需时间。该药物于2025年12月初提交并获批IND,将由罗斯威尔公园综合癌症中心赞助并于2026年启动I期临床试验。
5.4 GB-7624(抗IL-13)及其他免疫学管线
GB-7624是一款靶向IL-13的抗体,针对特应性皮炎,正准备于2025年初启动I期临床试验。此外,Generate还在推进针对TL1A、OX40L以及TSLP与IL-13组合、TL1A与IL-23组合等多靶点管线,覆盖呼吸道、皮肤科和胃肠道等多种免疫炎症适应症。
GB-7624(抗IL-13)及其他免疫学管线。
5.5抗病毒管线:GB-0669
GB-0669是首个AI生成的抗SARS-CoV-2病毒中和抗体,已取得积极的I期临床结果。该抗体克服了传统生物制剂的局限性,以速度和精度成功靶向先前“不可成药”的靶点,并对不同变异株和相关冠状病毒保持有效性。相关结果已在IDWeek 2024上公布。
06
资本生态与战略合作
6.1 融资历程
Generate自成立以来累计融资约7.08亿美元,是AI制药领域融资能力最强的公司之一:
2021年11月:完成3.7亿美元B轮融资,投资方包括Flagship Pioneering等
2023年9月:完成2.73亿美元C轮融资,英伟达(NVIDIA)参与投资
2026年2月27日:在纳斯达克上市,以每股16美元发行2500万股,募集4亿美元,成为AI制药领域史上最大规模的IPO之一。高盛、摩根士丹利担任主承销商,Piper Sandler、古根海姆证券和Cantor担任联合管理人。股票代码为“GENB”
IPO发行价位于15-17美元定价区间的中点,上市首日市值约19.1亿美元。Flagship创始人Noubar Afeyan持有公司约57.7%的股份。
6.2 战略合作
安进(Amgen) :2022年1月达成合作,针对5个临床靶点开发蛋白治疗药物。交易首付款5000万美元,潜在总价值达19亿美元。
诺华(Novartis) :2024年9月达成多靶点合作,利用Generate平台开发潜在first-in-class及best-in-class分子。合作首付款6500万美元,潜在总价值超10亿美元。
此外,Generate还与Lonza和药明康德等CDMO企业建立了制造合作关系。
6.3 财务状况与挑战
截至2025年12月31日,公司累计净亏损6.76亿美元;2024年和2025年分别亏损1.81亿美元和2.23亿美元,研发支出占主导。收入全部来自合作:2024年为2050万美元,2025年为3190万美元。公司持有现金及现金等价物2.215亿美元,预计可支撑运营约12个月。商业模式尚未实现自我造血,高度依赖外部融资。
07
合成生物学语境下的行业定位与竞争格局
7.1 行业先驱地位
在2020年初,几乎尚无任何AI设计的药物进入人体试验;而到2025年中,已有数十个由AI推动的新药候选物进入临床试验阶段。Generate的GB-0895是全球首个进入III期的AI设计抗体,在行业演进中具有里程碑意义。公司CEO Mike Nally——曾在默沙东工作近18年、掌管超400亿美元营收产品线并深度参与K药商业化——加盟后进一步强化了公司的临床开发和商业化能力。
7.2 竞争生态行业先驱地位
Generate所处的AI药物发现赛道竞争激烈。PitchBook数据显示,Xaira Therapeutics、Isomorphic Labs和Generate均在完成前两轮机构融资后即达到独角兽地位。主要竞争对手包括Absci、Recursion、英矽智能(Insilico Medicine)等。此外,科技巨头如Alphabet(通过Isomorphic Labs)和英伟达也在向药物发现领域进军,加剧了竞争态势。
7.3 与合成生物学的深度关联
从合成生物学的学科视角来看,Generate的技术体系可被理解为合成生物学在蛋白质药物设计领域的高阶工程化实践:
DBTL的AI驱动版本:传统合成生物学的DBTL循环在很大程度上依赖人工设计和实验验证,迭代效率受限。Generate将机器学习嵌入DBTL的每一个环节,实现了设计空间的自动探索和快速收敛。
从“改造”到“创造”的跃迁:传统合成生物学主要聚焦于对天然生物系统的改造和重构(如代谢途径工程)。Generate的Chroma模型则实现了从零开始的“创造”——设计自然界不存在的蛋白质,将合成生物学的“造物”能力提升到了新的高度。
“生命语言”的编程化:公司CTO Grigoryan提出的“蛋白质三维结构折叠遵循通用语法”理论,本质上是对生命编码的重新认知,这为合成生物学提供了更底层的设计框架。
八、
08
挑战与未来展望
8.1 核心风险
临床转化风险:AI设计的分子在实验室中表现优异,但III期临床试验的成败仍是最终检验。GB-0895的SOLAIRIA试验结果预计2028年上半年读出,是公司价值的决定性时刻。
财务可持续性:持续的巨额亏损和高现金消耗率要求公司在未来继续依赖融资或商业化收入。IPO募集的4亿美元预计可支撑约12个月的运营,后续融资需求明确。
竞争压力:随着AI制药赛道的快速升温,来自传统药企、科技巨头和其他AI生物科技公司的竞争日趋激烈。Generate需要持续保持其在生成式蛋白质设计领域的技术领先性。
监管接受度:监管部门对AI设计药物的审评标准尚在逐步建立过程中。虽然FDA已授予GB-4362快速通道认证,但更广泛的监管认可仍需时间。
8.2未来发展方向
跨模态扩展:公司正在推进自然语言与蛋白质语言的早期融合研究,旨在开发能够接受混合模态查询并生成相应输出的智能系统。这将极大拓展平台的适用场景。
技术能力深化:Generate持续在CryoEM、多重生物检测和蛋白质制造领域进行技术创新,部分已超越行业或学术界的当前水平。
管线拓展:在免疫学和肿瘤学之外,公司计划将平台能力扩展到更广泛的治疗领域,包括传染病和罕见病等。
09
总结
Generate Biomedicines代表了一种将AI、合成生物学与药物研发深度融合的新型范式。其核心价值不仅在于将AI设计药物推进到III期临床这一里程碑本身,更在于它展示了“可编程生物学”从理论走向实践的完整路径——从理解“生命语法”到“编写”蛋白质代码,再到通过DBTL闭环实现持续进化。对于合成生物学领域而言,Generate的成功实践为“设计-构建-测试-学习”循环的AI驱动化提供了一个极具说服力的行业标杆。
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