Alan Murray, Đồng sáng lập và CEO của Conceivable Life Sciences – Loạt phỏng vấn

Alan Murray, Đồng sáng lập và CEO, Conceivable Life Sciences – là một kỹ sư và doanh nhân nối tiếp với hơn ba thập kỷ kinh nghiệm trong lĩnh vực công nghệ, học máy, phần cứng, hậu cần và xây dựng công ty. Trước khi ra mắt Conceivable, ông đã đồng sáng lập TMRW Life Sciences, nơi ông đã giúp phát triển một nền tảng tự động hóa để quản lý và bảo vệ trứng và phôi đông lạnh được sử dụng trong thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Murray cũng là đồng sáng lập và đối tác tại Coriolis Ventures và đã giúp thành lập các công ty trong lĩnh vực quảng cáo kỹ thuật số, khách sạn và khoa học sự sống, bao gồm Integral Ad Science , Dstillery và NeueHouse. Tại Conceivable, ông phục vụ như một nhà lãnh đạo chiến lược và kiến trúc sư trưởng của AURA, giám sát việc tích hợp robot, hình ảnh tiên tiến và học máy vào quy trình phòng thí nghiệm thụ tinh.

Conceivable Life Sciences là một công ty công nghệ sinh học đang phát triển AURA, một phòng thí nghiệm thụ tinh trong ống nghiệm tự động hóa được thiết kế để phối hợp các quy trình phức tạp liên quan đến việc tạo ra, nuôi dưỡng và bảo quản phôi. Thay vì tự động hóa một thủ tục duy nhất, nền tảng này tích hợp robot, phần mềm, quang học tiên tiến, trí tuệ nhân tạo và thiết bị phòng thí nghiệm trên toàn bộ quy trình IVF, trong khi vẫn duy trì khả năng theo dõi kỹ thuật số và cho phép các nhà sinh sản giữ quyền kiểm soát quyết định lâm sàng. Conceivable nhằm mục đích sử dụng phương pháp tiêu chuẩn hóa này để giảm thiểu sự biến đổi, mở rộng công suất phòng thí nghiệm và làm cho điều trị thụ tinh trở nên dễ tiếp cận và chi phí hợp lý hơn cho các gia đình hiện đang phải đối mặt với chi phí cao hoặc hạn chế tiếp cận chăm sóc chuyên gia.

Trước đây bạn đã đồng sáng lập TMRW Life Sciences, nơi bạn đã giúp giới thiệu tự động hóa vào việc lưu trữ và quản lý trứng và phôi đông lạnh. Kinh nghiệm đó đã dạy bạn gì về những hạn chế của cơ sở hạ tầng thụ tinh hiện nay, và điều gì cuối cùng đã thuyết phục bạn thành lập Conceivable Life Sciences và giải quyết thách thức phức tạp hơn của việc tự động hóa tạo phôi?

Tại TMRW, chúng tôi đã tự động hóa cách trứng và phôi được lưu trữ và theo dõi sau khi chúng đã được tạo ra. Điều đó đã giải quyết một vấn đề thực sự, vì chuỗi hành động trong đông lạnh là không thể tha thứ, và việc thực hiện đúng điều đó vô cùng quan trọng đối với bệnh nhân. Nhưng nó cũng cho tôi thấy những hạn chế của việc tự động hóa lưu trữ duy nhất có thể sửa chữa. Điểm nghẽn trong IVF không bao giờ thực sự là những gì xảy ra sau khi phôi được tạo ra. Đó là việc tạo ra nó. Công việc đó vẫn phụ thuộc vào một số nhỏ các nhà sinh sản được đào tạo cao đang thực hiện các nhiệm vụ thủ công, chính xác đến mức dưới micron, bằng tay, và kết quả thay đổi tùy theo ai đang cầm ống nghiệm vào ngày hôm đó.

Khi tôi bắt đầu TMRW, thị trường lưu trữ thụ tinh vẫn được coi là một góc nhỏ của y học sinh sản. Tôi không nhìn nhận nó theo cách đó. Việc trì hoãn làm cha mẹ đang trở thành tiêu chuẩn, nhiều người đang đông lạnh trứng và tinh trùng sớm hơn, các nhà tuyển dụng đang bắt đầu thêm bảo tồn thụ tinh vào các gói lợi ích, và các cộng đồng LGBTQ+ và phụ huynh đơn thân đang xây dựng gia đình thông qua ngân hàng trứng và tinh trùng với quy mô mà ngành công nghiệp chưa dự kiến. Tất cả những điều đó cho thấy một vấn đề lưu trữ và theo dõi sắp trở nên lớn hơn, nhanh hơn so với hầu hết mọi người trong lĩnh vực này dự đoán. Đó là một phần lý do tại sao việc theo dõi chuỗi hành động lại quan trọng så nhiều đối với tôi tại TMRW. Nếu bạn đang xây dựng cho một thị trường đang hướng tới loại quy mô đó, bạn không thể dựa vào việc theo dõi và ghi nhớ thủ công để giữ cho trứng, tinh trùng và phôi thẳng hàng. Việc tự động hóa lưu trữ và theo dõi không chỉ là về việc thực hiện công việc ngày hôm nay tốt hơn, mà còn là về việc xây dựng cơ sở hạ tầng có thể chịu được khi số lượng bệnh nhân, chu kỳ và mẫu tăng lên một cấp độ.

Vào năm 2018, tôi bắt đầu thiết kế những gì trở thành AURA từ đầu, từ vi chất lỏng đến tích hợp robot và kỹ thuật tiêm. Điều gì đã thuyết phục tôi tạo ra Conceivable khá đơn giản: nếu chúng tôi có thể mang lại sự nghiêm ngặt tương tự cho việc tạo phôi mà sản xuất và robot đã mang lại cho các ngành công nghiệp chính xác khác, chúng tôi có thể làm cho IVF trở nên nhất quán và dễ tiếp cận hơn đồng thời. Đó là vấn đề khó hơn, nhưng đó là vấn đề đáng giải quyết.

AURA phối hợp hơn 200 bước trên các hệ thống liên kết cho việc chuẩn bị đĩa, xử lý tinh trùng, xác định trứng, tiêm tinh trùng vào tế bào trứng, ấp, vận chuyển robot và làm lạnh nhanh. Phần mềm, robot, hệ thống hình ảnh và thiết bị phòng thí nghiệm hoạt động như một nền tảng thống nhất trong khi vẫn duy trì khả năng theo dõi cho từng trứng, tinh trùng và phôi như thế nào?

AURA chạy các bước này như một hệ thống liên tục chứ không phải là một chuỗi máy riêng biệt. LAYER phần mềm là điều làm cho điều đó có thể xảy ra. Mỗi hành động, mỗi hình ảnh, mỗi phép đo được gắn với một trứng, tinh trùng hoặc phôi cụ thể trên toàn bộ chu kỳ, vì vậy có một hồ sơ kỹ thuật số đầy đủ về chính xác những gì đã xảy ra và khi nào.

Khả năng theo dõi là phần mà mọi người đánh giá thấp. Trong một phòng thí nghiệm thông thường, nhiều lịch sử đó sống trong ghi chú và ký ức của nhà sinh sản. Trong AURA, đó là dữ liệu cấu trúc từ bước đầu tiên đến bước cuối cùng, điều này cho phép robot, hình ảnh và thiết bị phòng thí nghiệm phối hợp trong thời gian thực và cho phép nhà sinh sản bước vào tại bất kỳ điểm nào với toàn bộ ngữ cảnh, không phải là một hình ảnh không đầy đủ.

Công nghệ của bạn bao gồm Detection Transformer để hỗ trợ việc xác định tinh trùng, hình ảnh tiên tiến để xác định trứng và mô hình hành động ngôn ngữ hình ảnh được thiết kế để hướng dẫn các thủ tục vật lý tinh vi. Các mô hình này được đào tạo như thế nào, chúng đánh giá những tín hiệu gì và hệ thống xác định khi nào một nhà sinh sản cần can thiệp như thế nào?

Chúng tôi sử dụng mô hình tầm nhìn máy tính (bao gồm YOLO và RT-DETR) để: tập trung vào kính hiển vi, hiệu chỉnh vị trí robot, xác định và theo dõi tinh trùng, xác định và đánh giá trứng, và để hướng dẫn robot trong quá trình như ICSI (kết hợp tinh trùng và trứng để tạo phôi).

Những mô hình này được đào tạo trên một thư viện hình ảnh có nhãn độ phân giải cao ngày càng tăng được chụp từ các trường hợp trước đó.

Bạn đã rút ra cảm hứng từ sản xuất bán dẫn và xe tự hành, những ngành công nghiệp kết hợp nhận thức, lập kế hoạch và thực hiện vật lý chính xác. Những nguyên tắc kỹ thuật nào đã được chuyển giao thành công sang lĩnh vực sinh sản, và những nguyên tắc nào phải được thiết kế lại vì AURA đang xử lý tế bào sống chứ không phải các thành phần được sản xuất?

Các nguyên tắc kỹ thuật được chuyển giao tốt là về sản xuất chính xác trên quy mô lớn: kiểm soát quy trình chặt chẽ, kết hợp cảm biến, coi sự biến đổi là điều gì đó cần đo lường và thiết kế ra chứ không phải chấp nhận. Xe tự hành đã mang lại cho chúng tôi một mô hình tốt về cách nhận thức, lập kế hoạch và thực hiện cần phải hoạt động cùng nhau trong thời gian thực, và cách một hệ thống nên hành xử khi nó không chắc chắn về những gì nó đang nhìn thấy.

Điều gì phải được thiết kế lại gần như hoàn toàn là sự khoan dung của chúng tôi đối với những điều không lường trước. Một tấm wafer bán dẫn hành xử giống nhau mọi lúc. Một tế bào sống không. Hai trứng từ cùng một bệnh nhân có thể trông khác nhau, hành xử khác nhau và phản ứng khác nhau với cùng một thủ tục. Vì vậy, thay vì xây dựng hướng tới một “đầu ra” đúng duy nhất, chúng tôi phải xây dựng một hệ thống có thể nhận ra một loạt các biến thể sinh học và biết sự khác biệt giữa sự biến đổi bình thường và điều gì đó cần một người nhìn vào nó. Đó là một vấn đề kỹ thuật cơ bản khác với bất cứ điều gì trong sản xuất chip hoặc lái xe.

Conceivable mô tả mỗi chu kỳ AURA như một đóng góp cho một vòng quay dữ liệu thông tin quy trình tiêu chuẩn hóa mà các phòng thí nghiệm thông thường không thể dễ dàng thu thập. Dữ liệu nào được thu thập trong một chu kỳ, làm thế nào nó có thể cải thiện các mô hình trong tương lai và bạn đang giải quyết vấn đề bảo mật bệnh nhân, thiên vị dân số, sự khác biệt giữa các phòng khám và rủi ro khi cập nhật hệ thống AI lâm sàng như thế nào?

Mỗi chu kỳ AURA tạo ra một tập dữ liệu tiêu chuẩn hóa: hình ảnh, dữ liệu cảm biến, thời gian và kết quả được gắn với mỗi bước, ở mức chi tiết mà các phòng thí nghiệm IVF thủ công không sản xuất ngày hôm nay vì quá trình không được ghi lại một cách hệ thống. Dữ liệu đó cho phép cải thiện các mô hình của chúng tôi theo thời gian, điều này là một trong những lợi thế thực sự của tự động hóa. Hệ thống trở nên tốt hơn với khối lượng trong một cách mà các quy trình thủ công không thể.

Về bảo mật, dữ liệu bệnh nhân được ẩn danh cho đào tạo mô hình và được xử lý theo cùng một tiêu chuẩn quy định mà quản lý dữ liệu lâm sàng nói chung. Về thiên vị, chúng tôi có chủ ý đào tạo trên dữ liệu trên các quần thể bệnh nhân và trang web lâm sàng khác nhau để các mô hình không chỉ hoạt động tốt cho các dân số được đại diện tốt nhất trong dữ liệu ban đầu. Sự khác biệt giữa các phòng khám là một biến thực mà chúng tôi theo dõi, vì điều kiện phòng thí nghiệm và quần thể bệnh nhân thay đổi. Và về việc cập nhật an toàn hệ thống AI lâm sàng, bất kỳ bản cập nhật mô hình nào đều phải trải qua quá trình xác thực trước khi triển khai, và chúng tôi không di chuyển nhanh hơn bằng chứng hỗ trợ trên mặt trận đó. Chúng tôi thích đúng hơn là đầu tiên.

Conceivable đã tiến hành các nghiên cứu thử nghiệm liên quan đến hơn 100 bệnh nhân và hơn 1.000 trứng. Những điểm cuối lâm sàng nào sẽ quan trọng nhất trong việc chứng minh rằng tự động hóa có thể cải thiện tính nhất quán, an toàn, phát triển phôi, tỷ lệ thụ thai hoặc kết quả sinh sống so với IVF thủ công?

Với hơn 100 bệnh nhân và hơn 1.000 trứng trong công việc nghiên cứu thử nghiệm của chúng tôi, những điểm cuối quan trọng nhất là những điểm cuối thực sự dự đoán kết quả lành mạnh cho một bệnh nhân, không chỉ là các chỉ số quy trình. Tỷ lệ thụ tinh, phát triển phôi đến giai đoạn blastocyst và tỷ lệ euploidy cho chúng tôi biết liệu sinh học có hành xử theo cách nó nên hay không. Từ đó, tỷ lệ cấy ghép và thụ thai cho chúng tôi biết liệu điều đó có chuyển thành cơ hội thực sự để có một em bé hay không. Sinh sống là điểm cuối quan trọng nhất, và nó cũng là điểm cuối chậm nhất để tích lũy, vì nó mất vài tháng sau khi chuyển để biết.

Điều chúng tôi tập trung nhất vào việc chứng minh là tính nhất quán: AURA tạo ra cùng một kết quả chất lượng bất kể phòng thí nghiệm, ngày hoặc quần thể bệnh nhân nào nó đang phục vụ. Đó là phần mà IVF thủ công không bao giờ có thể đảm bảo, và đó là phần mà tự động hóa được xây dựng để giải quyết.

C: VIT được thiết kế để làm mát phôi lên đến 50 lần nhanh hơn so với các phương pháp làm lạnh thông thường trong khi tiêu chuẩn hóa việc tiếp xúc với chất bảo vệ và giảm hình thành tinh thể băng. Làm mát nhanh hơn như thế nào dịch thành lợi ích lâm sàng có ý nghĩa, và bằng chứng nào sẽ cần thiết để chứng minh sự cải thiện trong tỷ lệ sống sót của phôi, cấy ghép và tỷ lệ sinh sống?

Động lực lâm sàng rất đơn giản: làm mát chậm hơn cho phép tinh thể băng hình thành nhiều thời gian hơn, và tinh thể băng làm hỏng cấu trúc tế bào. Làm mát nhanh hơn, tiêu chuẩn hóa hơn giảm thiểu rủi ro đó và mang lại cho mỗi phôi cùng một tiếp xúc với chất bảo vệ, thay vì tiếp xúc thay đổi tùy theo nhà sinh sản thực hiện thủ tục và họ làm việc nhanh như thế nào.

Chúng tôi thiết kế C: VIT để cải thiện sự sống sót của phôi thông qua chu kỳ đông lạnh – tan băng, điều này là thứ đầu tiên và trực tiếp nhất để đo lường. Từ đó, bằng chứng quan trọng là tỷ lệ cấy ghép và sinh sống trong phôi được làm lạnh bằng C: VIT so với các phương pháp thông thường. Chúng tôi đang xây dựng bằng chứng đó một cách có chủ ý, thông qua các nghiên cứu được kiểm soát, trước khi đưa ra tuyên bố về kết quả ở quy mô lớn.

Conceivable nhấn mạnh rằng AURA là tự động hóa hỗ trợ và các quyết định lâm sàng vẫn nằm trong tay các nhà sinh sản. Những quyết định nào phải luôn nằm dưới sự kiểm soát của con người, những biện pháp an toàn nào cho phép một nhà sinh sản dừng hoặc vượt qua hệ thống, và trách nhiệm được xử lý như thế nào khi một khuyến nghị AI hoặc hành động robot ảnh hưởng đến một trứng hoặc phôi?

Mọi quyết định ảnh hưởng đến phán đoán lâm sàng, cho dù một trứng có khả năng sống, cho dù một phôi phù hợp để chuyển, cho dù tiếp tục với một thủ tục, vẫn nằm trong tay nhà sinh sản. AURA là tự động hóa hỗ trợ. Nó được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ vật lý với độ chính xác và nhất quán và để đánh dấu bất cứ điều gì nằm ngoài các tham số dự kiến, nhưng nó không đưa ra quyết định lâm sàng theo cách riêng của mình.

Các nhà sinh sản có thể dừng hoặc vượt qua hệ thống tại bất kỳ điểm nào trong một chu kỳ, và hệ thống được thiết kế để làm cho điều đó dễ dàng, không phải là điều gì đó bạn phải chiến đấu với giao diện để thực hiện. Về trách nhiệm, mọi hành động AURA thực hiện đều được ghi lại và gắn với nhà sinh sản giám sát chu kỳ đó, vì vậy có một hồ sơ rõ ràng về những gì hệ thống đã làm, những gì nó đã đánh dấu và quyết định con người đã đưa ra để phản hồi. Khả năng theo dõi đó là điều làm cho trách nhiệm có thể xảy ra ngay từ đầu.

Conceivable và IVI RMA dự định triển khai hệ thống AURA đầu tiên tại một phòng khám ở Hoa Kỳ vào năm 2027. Những thách thức nào về quy định, xác thực lâm sàng, cơ sở hạ tầng và quy trình làm việc phải được giải quyết trước khi nền tảng có thể chuyển từ các nghiên cứu được kiểm soát sang chăm sóc bệnh nhân thông thường?

Có một số công việc thực sự phía trước trên bốn mặt trận. Quy định: làm việc thông qua con đường phù hợp với FDA cho một hệ thống kết hợp robot, phần mềm và y học sinh sản, điều này không có nhiều tiền lệ để theo dõi. Xác thực lâm sàng: xây dựng cơ sở bằng chứng ở quy mô cần thiết cho một môi trường lâm sàng ở Hoa Kỳ, vượt ra ngoài những gì các nghiên cứu thử nghiệm có thể chỉ ra. Cơ sở hạ tầng: triển khai vật lý tại một phòng khám ở Hoa Kỳ với IVIRMA, điều này là một việc riêng. Và quy trình làm việc: đảm bảo rằng các nhà sinh sản và nhân viên lâm sàng tại trang web đầu tiên được đào tạo và thoải mái với hệ thống trước khi nó chạm vào chăm sóc bệnh nhân.

Không có gì trong số đó là nhỏ, và chúng tôi không coi năm 2027 là một ngày chúng tôi sẽ đạt được dù cho bằng chứng đưa đến đâu. Đó là ngày chúng tôi đang làm việc hướng tới khi xác thực hỗ trợ nó.

IVF vẫn còn tốn kém, hạn chế về mặt địa lý và phụ thuộc vào một số nhỏ các chuyên gia được đào tạo cao. Điều gì phải thay đổi trong kinh tế và mô hình hoạt động của chăm sóc sinh sản để tự động hóa làm cho IVF trở nên dễ tiếp cận hơn, và bạn sẽ đo lường như thế nào để xác định xem AURA có thực sự giảm chi phí cho mỗi ca sinh thành công hay không?

Vấn đề cốt lõi là IVF đã phụ thuộc vào một số nhỏ các chuyên gia được đào tạo cao thực hiện công việc thủ công không thể mở rộng quy mô. Đó là điều làm cho nó trở nên tốn kém và hạn chế về mặt địa lý. Đó không phải là thiếu nhu cầu, đó là một nút thắt trong cung.

Chúng tôi gần đây đã đồng tác giả một nghiên cứu về chi phí cho mỗi em bé như một phần của thu nhập hộ gia đình trên 25 quốc gia, và mẫu là rõ ràng. Các quốc gia nơi chi phí ròng mà bệnh nhân phải trả dưới khoảng một nửa thu nhập hộ gia đình trung bình, Israel, Nhật Bản, Tây Ban Nha, Đài Loan, thấy IVF chiếm khoảng 9 đến 12 phần trăm của tất cả các ca sinh. Ở Hoa Kỳ, nơi chi phí ròng thường chạy trên 75 phần trăm thu nhập hộ gia đình, con số đó là khoảng 2,5 phần trăm. Khả năng chi trả không phải là một yếu tố trong số nhiều yếu tố. Nó trông giống như rào cản chính. Nếu Hoa Kỳ thấy những lợi ích tương tự như những gì nghiên cứu tìm thấy ở nơi khác, điều đó có thể có nghĩa là khoảng 140.000 đến 160.000 ca sinh thêm mỗi năm. Sau con số đó là các gia đình muốn có một đứa trẻ và hiện không thể đủ khả năng cho con đường đến một đứa trẻ.

Tự động hóa giải quyết nút thắt đó trực tiếp: một nền tảng tiêu chuẩn hóa có thể mang lại sự chính xác của phòng thí nghiệm cho nhiều địa điểm mà không cần tập trung các tài năng hiếm và được đào tạo cao trong mỗi phòng khám, và ít chu kỳ cho mỗi kết quả thành công là đòn bẩy thực sự di chuyển chi phí. Đối với việc đo lường xem AURA có thực sự giảm chi phí cho mỗi ca sinh thành công hay không, con số quan trọng không phải là chi phí cho mỗi chu kỳ. Đó là chi phí cho mỗi ca sinh sống, vì một chu kỳ rẻ hơn không hoạt động không thực sự chi phí hợp lý hơn cho một gia đình. Chúng tôi đang theo dõi chỉ số đó trực tiếp khi chúng tôi mở rộng quy mô, và chúng tôi thích thận trọng về những gì chúng tôi tuyên bố cho đến khi dữ liệu hỗ trợ nó.

Cảm ơn vì cuộc phỏng vấn tuyệt vời, những người đọc muốn tìm hiểu thêm nên truy cập Conceivable Life Sciences.