新冠疫情期间，mRNA疫苗以更高的安全性和有效性，以及更快的研发和生产速度被寄予厚望，成为各国生命科学领域的关键竞争点，也是百度研究院前瞻技术研究的重点方向。

虽然目前mRNA技术已被成功商业化，但全球的科研团队仍面临一个统一难题：mRNA疫苗普遍稳定性低，致使它非常“脆弱”，很容易因为降解而失效。mRNA的这种不稳定性给mRNA疫苗的存储、运输和免疫原性都带来了挑战。目前业内普遍认可的破解之道，就是设计出具有稳定结构且蛋白质翻译效率高的mRNA序列。

虽然找到了解决路径，但是要想破局并不容易。序列设计所需要的庞大的计算量，成为研发过程中最严峻的“拦路虎”。与新冠病毒刺突蛋白对应的mRNA，若采用最传统的遍历方法去寻找一条稳定的序列，需要查看10^632次方个mRNA序列。打个比方，假设一台超级计算机每秒计算一个序列，在宇宙诞生到现在的138亿年时间里，可能连潜在序列亿万分之一都无法搜索完成。面对如此庞大的搜索空间，必须要有全新的算法，才能在有限的时间内寻找到那条最稳定有效的疫苗序列。

百度研究院早在几年前就预见了计算生物学和生物信息学的重要性，更是在 2018 年便开展了 RNA 二级结构领域的研究。基于在生物计算领域长期前瞻性的研究积累，百度研究院在疫情之初快速响应，在2020年4月成功推出LinearDesign mRNA序列优化算法。

与依靠穷举法搜索稳定mRNA序列的思路不同，LinearDesign通过动态规划算法，将序列稳定性和蛋白质翻译效率指标进行联合优化，可在10分钟内找到比天然序列更加稳定且蛋白质表达水平更高的新冠mRNA疫苗序列，真正实现了在最短时间内用最高的效率得出最优化的方案。

近日，百度和行业领先的mRNA药物公司斯微生物联合，公布了mRNA疫苗序列设计算法LinearDesign的新冠病毒疫苗生物实验结果：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，LinearDesign设计的新冠疫苗序列均大幅优于传统方法设计的基准序列，尤其在抗原中和抗体滴度这一衡量疫苗有效性的关键指标上，LinearDesign设计的序列最高超过基准序列达到20倍，表示LinearDesign设计的疫苗能够有效产生免疫保护；其实际有效性和应用于生物制药领域的巨大价值被充分验证。

百度LinearDesign算法设计的七条疫苗序列（A-G）以及基准序列（H）等相关信息

百度LinearDesign算法从理论层面和生物学实验层面得到有效性验证，为将AI应用于生命科学探索出一条实际可行的道路。更可贵的是，这项技术具有广泛的适用性，可用于包括传染病疫苗、肿瘤疫苗、单抗等各种疫苗和药物的研发，也进一步验证了人工智能、生物计算技术在生命科学领域的实际应用价值。

以LinearDesign算法为代表的生物计算技术，将大大缩短新药研发的周期、降低研发成本，并提高医疗诊断的准确性和效率，为全人类的生命健康保驾护航。