GSK｜用于加速疫苗开发和制造的数字孪生

数字孪生是对现实世界中的人、物理实体或过程的虚拟复制。

GSK是首批宣布数字孪生计划的制药公司之一。2019年，GSK与Siemens和Atos合作，创建了对整个疫苗制造过程的实时模拟。

该项目已经在缩短制造时间、优化产品质量和其他领域显示出了希望。

加速疫苗开发

数字孪生的使用使GSK能够优化与疫苗相关的实验。

“借助数字孪生，您可以进行大量的数字实验，并最大限度地减少需要进行的湿实验的数量。我们可以进行多个建模和模拟实验，而不是去实验室”，GSK疫苗的科学、数字创新和业务战略负责人Matt Harrison说。基于数字孪生的实验还可以消除建立测试设施的需要，不过这可能需要数年时间。 

此外，该技术能够更好地理解疫苗成分（如佐剂颗粒）制造中影响可变性的因素。“将数字实验与湿实验相结合很有帮助，这无疑加速了发展进程”，Harrison说。

GSK 计划将该技术用于其所有未来的疫苗和一些发现活动。数字孪生概念验证的最初目的是为该技术找到具体的好处并对其进行扩展。“我们一开始就试图让它保持小而灵活”，Harrison说。

Harrison 强调了在构建数字孪生之前清楚了解所需数据的重要性。该公司与其合作伙伴和数据科学团队合作，确定数字孪生所需的数据和模型。他认为，这里的一个关键是数字实验和物理实验的结合。

加速疫苗制造

这个数字孪生体可以以两种方式使用：离线的时候作为疫苗过程的模拟器，在线的时候根据传感器的数据监测和控制疫苗过程。GSK的数字创新负责人Sandrine Dessoy将在线使用描述为 "一种真正的新方法，以获得对过程的高级控制"。为了实现这一目标，Dessoy和她的同事们必须为制造疫苗的每个步骤建立数字孪生体，并将它们结合起来模拟整个生产线。

"这确实是IT和业务以及科学之间合作的结果，"GSK疫苗技术研发团队的高级产品负责人Loredana Vagaggini说。"因此，我们真的有支持业务的心态，我们试图建立最好的架构，以连接数字孪生体的所有不同组件。你可以想象，我们需要连接大量的系统，从过程分析技术到读取传感器的数据。"

也许令人惊讶的是，使用过多技术的冲动产生了一个挑战。"复杂的问题之一是在引进技术和不被太多的技术所淹没之间找到一个平衡点"，Vagaggini解释说。"另外，你需要找到一种方法来支持数字孪生，并使它们能够很容易地从研究实验室转移到制造业。"

关于未来

GSK的数字孪生已经产生了作用。"我们在开发中已经看到了好处，因为我们想带来一个模型，这是一种标准的工作方式"，Dessoy说。"我们希望科学家们首先在计算机上进行模拟工作，然后把最好的工艺拿到实验室去检查生产情况。我们还没有完全达到目的，但从引进这个模型开始，我们从人们那里得到了非常好的反馈。"

Harrison表示，整个制药行业的数字孪生仍有巨大潜力，目前正处于'证明'阶段。GSK的愿景是了解如何利用这种技术。鉴于GSK拥有多个疫苗平台，该技术未来有相当大的试验机会。“我们在这里看到了一些真正的机会”。  

参考资料

https://www.drugdiscoverytrends.com/an-inside-look-at-gsks-digital-twin-initiative/

https://www.genengnews.com/topics/bioprocessing/digital-twin-for-accelerating-vaccine-development-manufacturing/

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