疫苗序列设计算法

1. 新冠疫苗研发速度史上最快，新冠疫苗到底是如何研发的

回顾中国新冠疫苗的研发道路，本年4月2日，环球第一个新冠灭活疫苗获批开展Ⅰ、Ⅱ期临床试验；6月23日，环球第一个启动Ⅲ期临床试验；6月24日，经由严格的程序，依法依规审批开展疫苗紧急使用；7月以来，多个疫苗陆续到境外去开展Ⅲ期临床试验；12月30日，首款国产疫苗获批附前提上市。

疫苗上市后，如何确保每一支疫苗是合格的？国家药品监督管理局副局长陈时飞：国家药监局根据《疫苗管理法》《药品管理法》和《药品生产质量管理规范》等有关法律法规和规范标准要求，采取了这样几个行动：一是与省级药品监管部门共同强化冠状病毒疫苗质量监管。这样新冠疫苗的研发也成为史上最快，接种人群和数量也比较多。

2. mRNA疫苗在技术上有没有出现巨大的突破

由于全世界性的新冠肺炎疫情问题，各个国家一直在对疫苗的研究工作不断，尤其是对于mRNA疫苗的设计和研究方面，mRNA疫苗对抗新冠肺炎取得了很好的效果，所以这也让mRNA技术名声大噪，在技术领域也取得了很大程度的突破，成为了全球十大突破性技术之一。

3. 细说mRNA疫苗：为何新冠疫苗的研发速度是史上最快的

新冠疫苗研发史上最快，为什么这么快呢？我认为主要有以下六方面因素。

第六，双方或多方合作前所未有。为了做好疫苗研发快速、系统、规范推进，国际组织（WHO、流行病防范创新联盟、盖茨基金会等）、相关国家、企业、研究机构等开展了前所未有的合作。

4. 如何利用Locky勒索软件漏洞制造“疫苗”

接下来，我们会在不与用户进行交互的情况下将”疫苗”应用于任何旨在阻止相关功能的细微系统改造中，这些改造是为了阻止因恶意程序的执行而引发的负面影响。显而易见的是，”疫苗”的使用必须是在受到病毒感染之前。

这种细微的修改可能是一个具体的互斥体和注册表的创建，或是简单地系统参数的修正，反正这些都不会给用户造成任何不便。下面是一个例子，在其执行的初始阶段，Locky锁定了系统语言，但是没有感染俄语的相关配置：

因此，如果设置系统语言为俄语，那么该系统就不会被感染，而一般情况下很少有人会更改这个设置。
疫苗#1：Locky注册表项中的ACL
在检查系统语言之后，Locky会试图创建 HKCU\Software\Locky 注册表；一旦失败，Locky便会立刻停止。

在Locky之前使用ACL创建此密钥可以阻止任何人进入，这样该系统就完成“疫苗”的接种了。

疫苗#2：已完成的注册表值
之后Locky会检查HKCU\Software\Locky
密钥，然后寻找ID（被感染的识别码）、公共密钥（从服务器提取的密钥，之后会详细解释）、支付文本（以指定语言呈现给用户的文本）和完整的注册表值。最后的注册表值会显示加密过程的最后一步。Locky会进行验证，如果是完整的注册表值，那就会标示为1；如果ID值中还是包含正确的系统识别符，那它会停止运行：

标示符生成算法其实很简单，在我们的测试中得到这样的结果：

1、GetWindowsDirectoryA() : C:\WINDOWS

2.(C:\WINDOWS) : \\?\Volume{ b17db400-ae8a-11de-9cee-806d6172696f}

3.md5({b17db400-ae8a-11de-9cee-806d6172696f}) :

4.转换为大写ASCII并截取前16位字符: 1D9076E6FD853AB6

创建这两个注册表，其中一个是与系统有关的，通过加密阻止Locky：

疫苗#3：损坏的RSA密钥
在加密文件之前，Locky用下面的数据向C&C发送一个HTTP POST请求：

(gdb) hexmp 0x923770 0x65

88 09 0c da 46 fd 2c de 1d e8 e4 45 89 18 ae 46 |....F.,....E...F|

69 64 3d 31 44 39 30 37 36 45 36 46 44 38 35 33 |id=1D9076E6FD853|

41 42 36 26 61 63 74 3d 67 65 74 6b 65 79 26 61 |AB6&act=getkey&a|

66 66 69 64 3d 33 26 6c 61 6e 67 3d 66 72 26 63 |ffid=3&lang=fr&c|

6f 72 70 3d 30 26 73 65 72 76 3d 30 26 6f 73 3d |orp=0&serv=0&os=|

57 69 6e 64 6f 77 73 2b 58 50 26 73 70 3d 32 26 |Windows+XP&sp=2&|

78 36 34 3d 30 |x64=0

第一行是缓冲区的部分MD5 Hash值。数据会在发送之前进行简单编码的：

解码响应数据是通过这种类似的算法：

这两种算法可以通过几行Python实现：

def encode(buff):

buff = md5(buff).digest() + buff

out = ""

key = 0xcd43ef19

for index in range(len(buff)):

ebx = ord(buff[index])

ecx = (ror(key, 5) - rol(index, 0x0d)) ^ ebx

out += chr(ecx & 0xff)

edx = (rol(ebx, index & 0x1f) + ror(key, 1)) & 0xffffffff

ecx = (ror(index, 0x17) + 0x53702f68) & 0xffffffff

key = edx ^ ecx

return out

def decode(buff):

out = ""

key = 0xaff49754

for index in range(len(buff)):

eax = (ord(buff[index]) - index - rol(key, 3)) & 0xff

out += chr(eax)

key += ((ror(eax, 0xb) ^ rol(key, 5) ^ index) + 0xb834f2d1) & 0xffffffff

return out

编码之后的数据如下：

00000000: 3af6 b4e2 83b1 6405 0758 854f b971 a80a :.....d..X.O.q..

00000010: 0602 0000 00a4 0000 5253 4131 0008 0000 ........RSA1....

00000020: 0100 0100 2160 3262 90cb 7be6 9b94 d54a ....!`2b..{....J

00000030: 45e0 b6c3 f624 1ec5 3f28 7d06 c868 ca45 E....$..?(}..h.E

00000040: c374 250f 9ed9 91d3 3bd2 b20f b843 f9a3 .t%.....;....C..

00000050: 1150 5af5 4478 4e90 0af9 1e89 66d2 9860 .PZ.DxN.....f..`

00000060: 4b60 a289 1a16 c258 3754 5be6 7ae3 a75a K`.....X7T[.z..Z

00000070: 0be4 0783 9f18 46e4 80f7 8195 be65 078e ......F......e..

00000080: de62 3793 2fa6 cead d661 e7e4 2b40 c92b .b7./....a..+@.+

00000090: 23c9 4ab3 c3aa b560 2258 849c b9fc b1a7 #.J....`"X......

000000a0: b03f d9b1 e5ee 278c bf75 040b 5f48 9501 .?....'..u.._H..

000000b0: 80f6 0cbf 2bb4 04eb a4b5 7e8d 30ad f4d4 ....+.....~.0...

000000c0: 70ba f8fb ddae 7270 9103 d385 359a 5a91 p.....rp....5.Z.

000000d0: 4995 9996 3620 3a12 168e f113 1753 d18b I...6 :......S..

000000e0: fdac 1eed 25a1 fa5c 0d54 6d9c dcbd 9cb7 ....%..\.Tm.....

000000f0: 4b8e 1228 8b70 be13 2bfd face f91a 8481 K..(.p..+.......

00000100: dc33 185e b181 8b0f ccbd f89d 67d3 afa8 .3.^........g...

00000110: c680 17d8 0100 6438 4eba a7b7 04b1 d00f ......d8N.......

00000120: c4fc 94ba

5. 国内第四款获得紧急使用的新冠疫苗，技术路线与此前有何不同

2020年全球新型冠状肺炎疫情爆发，目前对于病毒的溯源尚未公布明确的结论。

冠状病毒是一大类病毒家族，普通感冒就是由冠状病毒引起的。冠状病毒表面的突刺蛋白可以与细胞表面相关受体结合（ACE2）介导膜融合，病毒由此进入细胞。

通过公开资料，目前国内三家灭活疫苗对新冠病毒肺炎都有较好的保护效力，特别对于重症以上的保护能力更强，同时副作用也较少，尚未检测到有ADE效应的发生。

重组亚单位疫苗将病毒的一个蛋白片段作为抗原，在生产过程中首先根据2020年初公布的新冠病毒序列，从中克隆出S蛋白中RBD结构域所对应的基因序列，构建质粒转染细胞，然后大规模培养细胞，从中提取纯化抗原蛋白，灌装成为疫苗。

亚单位疫苗进入人体后，也是通过与灭活疫苗相似的途径激活体液免疫。

目前在该技术路径上进度领先的公司包括智飞和NovaVax，智飞的抗原是二聚体RBD，NovaVax是三聚体，从NovaVax基于英国的III期临床数据来看，保护效力接近90%。可能是因为RBD是新冠病毒与ACE2结合的结构域，人体针对该抗原生成的抗体更具有针对性。

6. 斯微生物张继国在中国疫苗线上创新大会上分享了哪些mRNA技术现阶段面临的主要挑战

斯微生物张继国认为在mRNA技术现阶段面临的主要挑战围绕在五个方面：一是递送系统IP资源稀缺，严重路径依赖；二是mRNA序列优化算法；三是围绕CMC的组织靶向性、脂质筛选、制剂技术以及超流控/芯片技术；四是供应链和工业化大生产；五是mRNA的产品管线开发相比国外的公司依旧滞后。

7. 新冠疫苗量产可以机器视觉替代人工检测吗

新冠疫情是人类历史上又一个巨大灾难，在互联网热火朝天的今天，疫情给了人工智能一次重要试炼。那么，AI在应对疫情上能够做些什么？中国第四届世界智能大会上，腾讯公司首席运营官任宇昕指出，“互联网+医疗”的需求在疫情期间进一步爆发。从实时疫情数据、在线问诊服务，到电子健康卡、医保电子凭证等新事物的出现，说明了医疗健康产业的新基建步伐正在加快。在武汉抗击疫情的过程中，腾讯提供的人工智能服诊方案，在患者CT检查后，最快一分钟内就可以为医生提供辅助诊断的参考，这帮助医生节省了大量的宝贵时间。科大讯飞董事长刘庆峰也分享了疫情防控时期人工智能在医疗方面的贡献。“人工智能机器人已经通过了国家职业医师资格的考试。疫情期间，这个机器可以是‘新冠肺炎医生’，结合我们的语音技术来做家庭随访。传统的上门或者电话访问，医护人员和社区人员至少几个月才能做完。我们用一台机器昼夜不停，态度极好地打电话，6个小时就将武汉100万人排查完毕”。中国工程院院士李兰娟在会议中指出，AI在疫情防控中发挥了非常重要的作用，包括公共卫生、疫情研判、情绪管理、地图服务、基因检测、药物研发、互联网医院等方面。她提及疫情防控中的大数据研判，“这对高危人员的排查起到非常重要的作用，尤其是防控的模型、智慧抗疫APP工具来筛查高危人群，提出就医指南，对于甄别、控制传染病发挥了非常重要的作用”。
李兰娟院士还指出，在智能诊断方面，通过对病毒样本自动化的基因组分析，能够在短时间内把病毒的基因分析出来；而AI对于肺部病灶快速识别、精准测量，准确率已达到79.3%，可以更好地助力病例筛查；智能社区防疫方面，通过采用语音识别、语义理解等随访系统，用AI设计疫情感染地图查询功能，提高了防控的效率。在药物研发方面，通过人工智能算法，151种上市的老的药物中分析出了5种对病毒可能有效的药物，再在实验室里用药物抑制病毒，选择一些较为有效的抗病毒药物，这对病人减少重症的发生十分重要。此外，疫情期间，通过远程门诊、远程咨询、远程服务等方式，互联网医院得到了发展和推广，这对今后的医疗改革起到非常重要的推动作用。
人工智能在新冠疫苗研发中能做什么
人工智能加快了疫苗和药物的研发过程。在大数据支撑下，人工智能算法创新使用的整序列、整基因组的RNA结构预测更为精准。此外，算力共享、分布式的计算，为疫苗和特效药物研发的数据分析、功效匹配、文件筛选等提供了有效支撑。疫苗研发需要收集和分析大量数据，而物联网和人工智能可以帮助解决这两个问题。物联网可以促进快速且经济高效的数据收集，而人工智能可以使数据分析比人类更快、更全面。数据收集贯穿整个药物研发过程。在过程开始时，它可能涉及收集有关多种不同现有药物和分子的数据——几万甚至几十万种。物联网可以在促进从多个不同实验室和研究中心收集数据的过程中发挥作用，将全球的研究数据实时进行共享。数据收集作用：当新的分子和药物被开发出来的时候，在整个测试过程中存在无数不同的数据收集层。在实验室环境中，物联网技术可以再次通过智能传感器和连网的实验室设备自动收集相关数据。关键信息可以直接输入计算机进行分析，而无需手动收集。受试者监测：当疫苗准备好进行人体试验时，需要对这些人体受试者进行非常仔细的监测。必须严格观察和测量无数不同的生命体征，以了解药物如何影响每个受试者。在此过程的每个阶段，都需要对这些大量数据进行分析，以便发现趋势，揭示见解并指导下一阶段的进程——无论是从一开始就确定一种可能构成疫苗基础的特定分子，还是确认疫苗是否可能对特定人群产生特定效果，手动进行这种分析非常耗时。人工智能和机器学习算法可以产生非同寻常的效果，不仅可以发现人类研究人员需要更长时间才能发现的趋势和模式，而且还可以从它们自己的洞察中学习，并随着时间推移变得更聪明。数据汇集分析，随着世界各地的研究人员为全球知识库(无论是关于冠状病毒还是完全不同的疾病)贡献新的见解和新数据，人工智能和机器学习可以确保将这些新信息与现有结论结合在一起。大数据时代，数据的汇聚意味着数据越多汇聚越快，疫苗开发过程就越智能、越快、越高效。传统上，药物发现和疫苗开发过程需要数年时间，而物联网和人工智能技术可以将它们加速到仅仅几个月。

8. 斯微生物mRNA疫苗和百度研究院有哪些合作项目

网络研究院与斯微生物就新冠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，是国内首创的AI+mRNA。