biomy攜手NVIDIA技術合作，推進重現人類腫瘤微環境的AI藥物研發平台「Virtual Cell」開發

biomy股份有限公司（總部：東京都中央區；代表取締役社長：小西哲平；以下簡稱「biomy」）宣布，將在與NVIDIA的技術合作下，推進名為「Virtual Cell」的人工智慧藥物研發平台開發，目標是於計算機上重現人類腫瘤微環境。

本計畫以與公益財團法人癌症研究會合作取得的臨床組織檢體為基礎，整合基因表現、蛋白質表現與病理影像等數據，建構空間多體學資料。基於這些數據，biomy將在AI上重現腫瘤微環境中癌細胞、免疫細胞與間質細胞之間的複雜交互作用，透過整合性理解整個腫瘤組織（超越傳統單一模式分析的侷限），進而應用於藥物標的驗證、療效預測與抗藥機制分析。

biomy運用NVIDIA的AI基礎設施與生命科學專用AI軟體生態系統，致力於加速並擴展過去因計算負荷過高而受限的空間多體學分析。公司已在部分分析工作流程中，實現相較於傳統CPU處理最高達90%的處理時間縮短。未來，biomy將以此高速化基礎為根基，進一步整合正在開發中的Virtual Cell與AI代理，實現虛擬擾動模擬。

計畫背景

在腫瘤領域的藥物開發中，一項重大挑戰是：在基礎研究與臨床前試驗中表現有潛力的藥物標的或候選藥物，往往在臨床試驗中無法展現足夠療效。其背後原因在於「臨床前可重現性壁壘」——傳統的2D細胞培養與動物模型，難以充分重現患者體內腫瘤微環境的空間結構、細胞間互動、免疫反應與藥物抗性機制。

為解決此問題，biomy正採取「科學人工智慧（AI for Science）」的途徑，而Virtual Cell正是其核心平台。透過使用源自人類臨床組織的空間多體學數據，在電腦中重建腫瘤微環境，biomy致力於預測特定基因、細胞群體或藥物介入對整個腫瘤組織的系統性影響。

此整合性分析將揭示細胞狀態、空間分布、細胞間網絡與藥物反應之間的關聯——這些是傳統體學或病理影像分析難以捕捉的洞察，有助於提出更具臨床可轉化性的藥物研發假說。

與NVIDIA的技術合作

作為NVIDIA專為新創企業設立的Inception計畫成員，biomy正與NVIDIA合作開發Virtual Cell。此合作主要涵蓋兩大領域：「基礎模型訓練效率化」與「AI代理建構」。

1. 基礎模型訓練效率化

Virtual Cell的建構需處理來自臨床組織檢體的高維度、大規模空間多體學數據。特別是在整合基因表現、蛋白質表現與病理影像等異質數據進行分析時，會產生計算負荷極高的多階段處理流程。

在NVIDIA技術團隊的支援下，biomy導入NVIDIA CUDA-X for Data Science函式庫，將GPU加速整合至單細胞分析工作流程中，優化空間多體學數據的處理基礎設施。

結果顯示，biomy在部分分析流程中，相較於傳統CPU處理，最高實現90%的處理時間縮短。這使得在可接受的計算時間內，整合更多臨床檢體、更深入的分子資訊與更高解析度的空間數據，以推進Virtual Cell的開發成為可能。

2. AI代理的建構

同時，biomy也運用NVIDIA針對生命科學領域開發的NVIDIA BioNeMo Agent Toolkit，建構支援藥物研發的AI代理。透過導入NVIDIA Nemotron等開源大型語言模型及代理開發技術，biomy正開發能協助研究人員進行數據分析與假說探討的AI代理。

biomy計畫逐步將正在開發的Virtual Cell，擴展為由AI代理驅動的虛擬擾動模擬平台。

具體而言，當Virtual Cell實現後，將可在其平台上模擬特定基因表現抑制、細胞群體互動變化或藥物介入等擾動，並預測腫瘤微環境的反應，進而高效篩選出具潛力的藥物標的與生物標記候選者。

此外，透過AI代理技術的應用，biomy旨在實現新一代AI驅動的藥物研發工作流程：研究人員以自然語言輸入假說，AI即能協助規劃分析方案、提出虛擬擾動條件、解讀模擬結果，並建議後續實驗方向。

biomy的願景是將Virtual Cell從單純的數據分析平台，進化為能支援假說生成、驗證與優先排序的全方位AI藥物研發平台。透過計算科學與實驗科學的整合，biomy致力於打造一個源自日本、能提出更高臨床可轉化性假說的次世代AI for Science藥物研發平台。

評論

biomy股份有限公司代表取締役社長小西哲平表示：

「我認為癌症藥物研發的一大挑戰，在於臨床前研究的發現未必能在臨床試驗中重現。我們相信，若能結合源自人類臨床組織的空間多體學數據，以及AI與GPU運算基礎設施，便能在電腦中重構腫瘤微環境，進而提出更具臨床可轉化性的藥物研發假說。這正是我們開發Virtual Cell的初衷。

透過與NVIDIA的技術合作，過去受限於計算量的大型空間數據處理正逐步加速，Virtual Cell的開發也穩步推進。我們將持續致力於Virtual Cell基礎模型的開發，並朝向AI代理驅動的虛擬擾動模擬拓展，期望作為一個源自日本的次世代AI藥物研發平台，為全球癌症醫療與藥物開發盡一份心力。」

註記

※ 最高90%的處理時間縮短，係基於biomy公司內部特定分析工作流程，比較傳統CPU處理與GPU加速後處理時間的結果。實際成效會因數據規模、分析條件與硬體配置而異。