AI赋能加速mRNA疫苗和药物研发

人工智能(AI)、生物计算技术正赋能生命科学领域的研究,加速新药研发的进程。mRNA平台技术在新冠疫苗的研发中脱颖而出,两款新冠mRNA疫苗的上市也预示着这项前沿技术将对生物医药行业产生颠覆性影响。随着人工智能技术与生物、医药等行业深度融合,mRNA技术在AI赋能下将迎来更加蓬勃的发展。

此前,百度研究院与斯微(上海)生物科技股份有限责任公司(以下简称斯微生物)就新冠mRNA疫苗的开发展开了AI序列优化算法的合作,开发了专门用于设计优化 mRNA 序列的高效算法。该算法将自然语言处理领域中的“word lattice parsing”概念拓展到计算生物领域,能够迅速设计出更稳定更有效的新冠疫苗序列。

斯微生物完成了这种高效算法在新冠病毒 mRNA 疫苗分子设计上的生物学验证。结果显示,在稳定性、蛋白质表达水平以及免疫原性等多个衡量疫苗的重要指标上,通过这种算法设计的新冠疫苗序列优于传统方法设计的基准序列;疫苗序列中和抗体滴度(疫苗最重要的指标之一)是传统基准序列的 20 倍。除了新冠 mRNA 疫苗之外,该算法适用于包括传染病、肿瘤以及罕见病在内的各种 mRNA 疫苗或药物序列的优化设计。

日前,斯微生物与百度研究院再度携手,双方将在现有算法基础上进一步提升,除了扩大线性mRNA算法优化研究,双方将尝试开展环状RNA等序列设计迭代技术的开发,通过提升mRNA的稳定性和翻译效率来提高抗原蛋白的表达量及持续时间,有望将mRNA的优势更加充分的体现,即提高效率,提升安全性,降低生产成本。

斯微生物创始人兼CEO李航文博士表示,将AI技术应用于生物制药领域有利于打造交叉学科的药物研发平台,有利于源头创新。以AI进行mRNA序列优化能够帮助mRNA更稳定地表达出更多的蛋白。针对新冠病毒mRNA疫苗,相关算法10分钟就设计出即稳定和蛋白质表达水平又高的疫苗分子,从而有效解决了mRNA疫苗研发中稳定性这一难题,加快疫苗研发速度。我们与百度AI算法的联合也将为我们在研管线和RNA平台带来更大的提升,有望推出更多Best-in-class的产品。此次斯微生物携手百度研究院把研究领域拓展到环状RNA,将在增加mRNA的稳定性和翻译效率的同时,增加药物和疫苗的安全性。据悉,环状mRNA是RNA研究最热、最前沿的领域。双方的合作开辟了新领域,是创新的尝试。他认为,相比线性mRNA,环状mRNA更稳定,在体内持续作用时间大大加长,同时以环状mRNA技术研发的药物性能将更为优越,用药周期将被延长,有利于提升患者接受规范治疗的依从性和方便性,未来应用前景广阔。

美国罗切斯特大学David Mathews教授评价,相关算法设计了一组结构更稳定的序列,并使用优化的密码子。此算法高效的运行速度是优化序列设计的关键,这些序列可以通过实验检验它们作为疫苗和药物的效果。”

mRNA疫苗的研发和生产是涉及到多项关键卡脖子技术,斯微在每个技术平台上都进行自研或与国内外顶尖机构进行合作。此次与百度的合作,具有引领国内mRNA技术赶超世界水平的重要战略意义。作为头部mRNA疫苗及药物研发企业,两家的强强合作能够带动mRNA的研发与整体产业的发展。

关于斯微生物:

斯微生物是中国首家专注于mRNA生物技术公司,于2016 年在上海张江药谷成立。斯微生物利用自主知识产权的脂质多聚物纳米载体技术平台(LPP平台)进行创新mRNA药物的研究和开发。专注于开发新型mRNA疫苗和药物,管线产品遍及传染病、癌症和罕见病,以满足中国和全球患者未满足的临床需求。mRNA新冠疫苗是斯微最为核心的资产之一,随着全球变异株的肆虐,斯微还成功研发了迭代新冠mRNA疫苗,目前正在海外进行临床试验,在中国进行临床试验申请。

关于百度研究院:

百度研究院是百度旗下聚焦于人工智能前瞻基础研究、探索技术前沿方向的科研团队,由百度首席技术官王海峰兼任院长,下设大数据实验室、商业智能实验室、生物计算实验室、认知计算实验室、深度学习实验室、量子计算研究所、机器人与自动驾驶实验室、安全实验室、硅谷人工智能实验室九大实验室/研究所,汇聚数十位世界级专家。百度研究院的研究领域几乎囊括了从底层基础到感知、认知技术的AI全领域范畴,并深入展开跨领域研究合作。

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