ChatGPT狂飆破壁，AI浪潮再度席卷全球，mRNA技術也在AI的賦能下迎來了蓬勃發展。2023年5月2日，斯微（上海）生物科技股份有限公司（以下簡稱：斯微生物）和百度美國研究院（以下簡稱：百度美研）、俄勒岡州立大學、羅切斯特大學合作在國際頂級學術期刊Nature發表題為《Algorithm for Optimized mRNA Design Improves Stability and Immunogenicity》的研究論文。

值得一提的是，鑒于這篇論文對生物醫學的重要性，Nature雜志決定在正式排版之前先將預覽版快車道上線 (accelerated article preview)，此前只有極少數 Nature 論文(如AlphaGo和AlphaFold2)獲得了快車道上線。這也是AI應用于mRNA領域的首篇CNS主刊論文，不僅具有引領國內 mRNA 技術趕超世界水平的重要戰略意義，也極大地促進了AI和生命科學領域相互賦能、融合，為縮短新藥研發的周期、降低新藥研發的成本，提高醫療診斷的準確性和效率做出積極貢獻。

近年來，人工智能（AI）賦能生物醫藥領域高質量發展，加速推進新藥研發的進程。mRNA疫苗和藥物在疫情中展現了獨特的技術優勢，但mRNA疫苗分子非?！按嗳酢?，穩定性低，很容易在細胞內降解，不能持續編碼抗原。為解決這個問題，百度美研開發了專門用于設計優化mRNA序列的高效AI算法LinearDesign，并邀請斯微生物對此算法進行生物實驗驗證。該算法將自然語言處理領域中的“lattice parsing”概念拓展到計算生物領域，能夠迅速設計出更穩定更有效的mRNA序列。

圖1. LinearDesign算法用于mRNA序列優化設計原理概覽。以編碼新冠病毒spike蛋白的mRNA為例，LinearDesign基于兩個主要目標進行優化：提升mRNA序列的密碼子偏好性和提升mRNA分子的穩定性。

基于LinearDesign的mRNA序列在穩定性、蛋白表達和免疫原性等方面明顯優于傳統算法設計的基準序列。計算機模擬表明，使用這種新算法僅需11分鐘就能設計出最優的mRNA序列，理論上可以改善候選mRNA疫苗的穩定性和蛋白表達。

圖2. LinearDesign算法設計的新冠mRNA疫苗的體內外驗證。通過一系列的體外體內實驗驗證發現，LinearDesign設計的序列相較于其他設計平臺優化的序列具有更好的穩定性以及蛋白表達量，同時展現出更優的體內的抗體滴度以及細胞免疫水平。