AI黑科技:百度聯合研發mRNA疫苗優化工具,AI讓疫苗效力提升128倍

自去年底ChatGPT發布以來，智能ai技術又引起了一波熱潮，谷歌的bard、微軟的new bing等聊天ai機器人也相繼發布。相比之下，百度的文心一言顯得就弱了一些。

但在另一個方向，百度卻利用ai技術取得了個令人震驚的成果。

近日，百度聯合上海斯微生物、美國羅切斯特大學，使用ai技術開發了mRNA疫苗優化工具LinearDesign[1]。目前，LinearDesign已經對一種新冠mRNA疫苗進行了優化，優化后的疫苗效力相較優化前提高了128倍，室溫穩定性提高4倍。

將來，這一技術還有可能用于癌癥的預防和治療當中。

都說戰爭是科學的最大推動力，三年的抗疫“戰爭”也確實推動了醫學的發展，其中最大的一項進步當屬mRNA疫苗。

mRNA疫苗的概念其實誕生的很早，2000年就有人通過注射mRNA引起了小鼠的免疫反應[2]。但出于對安全性的擔憂，mRNA疫苗一直沒用到人身上，直到疫情來臨。而現在，mRNA疫苗的研究已經遍地開花，就連“癌中之王”胰腺癌，都有望被mRNA疫苗拿下[3]。

但是，mRNA作為一個單鏈的核酸，穩定性不太好。這一方面導致mRNA疫苗需要全程冷鏈運輸，另一方面也會使得mRNA疫苗在體內表達的目標蛋白產量不足，影響免疫效果。而如果能讓mRNA長鏈中不同的區段相互配對，形成更多的“發卡”狀二級結構，則有利于提升mRNA疫苗的穩定性和免疫效果[4]。

優化后的mRNA疫苗能與自身配對形成雙鏈的片段更多

LinearDesign就是基于這一原理，通過ai算法優化mRNA疫苗序列，使其能形成更多的二級結構，同時兼顧密碼子的優效性。

研究人員使用LinearDesign對斯微生物的新冠mRNA疫苗SW-BIC-213進行了優化。優化后的疫苗：

● 在37度，含有10mM鎂離子的緩沖液中，半衰期從3.9小時延長到20.0小時；

● 在體外細胞中誘導的目標蛋白表達量最高可達原版的2.9倍；

● 在小鼠中誘導的spike蛋白抗體滴度最高可達原版的128倍，中和抗體滴度最高可達原版的20倍。

經LinearDesign優化的7個mRNA疫苗版本（A~G）和原版（H）產生的spike抗體滴度

除此以外，法國制藥巨頭賽諾菲自2021年起，就開始在自己的實驗性mRNA產品中使用LinearDesign。目前，研究負責人David H. Mathews和Huang Liang已經創立新公司Coderna.ai，進一步開發LinearDesign。

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