与死神赛跑!这个男人用基因编辑技术实现病原体自动化检测

来源: 蛋蛋赞 发表于 2019-05-17
中立 #杰毅 #检测 #mNGS #病原体 #样本
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……12月28日,岳父开始感冒流涕。……1月3日,岳父承认病情恶化,不再硬挺了,决定再去甲医院拍X光片。……1月5日,住进三甲医院。……1月8日,直接送进ICU。……1月11日,插管结束。1月12日,决定上人工肺进行治疗。……1月23日,最新检测表明肾功能衰竭,问是否需要透析。1月24日,所有证件所有信息匹配,开始进入火化程序。——摘自《流感下的北京中年》

2018年初,作者李可用白描手法撰写《流感下的北京中年》,记录岳父从“感冒流涕”到不幸去世历时29天的人间悲剧。这是人们再一次体会到:在快速发展的医疗条件下,病原微生物感染也真的会危及生命。

此文中提到的一个细节令人扼腕:李可的岳父直到病程的中后期才被确诊感染了何种病原体,从一开始经验性使用抗生素,到最后穷尽手段为维持生命使用人工肺,但随着疾病的快速恶化,最终回天乏术。

据2018年中国卫生健康统计年鉴显示,2017年我国综合医院门急诊疗超33亿人次,住院人数2.44亿,疾病中有近1/3是感染性疾病,是发病率最高的病种之一。另据IHME报告显示,2016年全球疾病造成的健康负担排名中,与感染性疾病相关的占到17.99%,总和超过了排名首位的心血管疾病,包括腹泻与常见感染,艾滋、结核病,疟疾与热带传染病及其他传染性疾病。

由于缺乏准确及高效的病原微生物诊断方法,医疗机构只能凭经验选择抗生素,这也带来了一个全球性难题——抗生素滥用。另一方面,临床也面临着肺炎、发热待查、脓毒血症和中枢神经系统感染的病原探查难题,其中中枢神经系统感染有40-60%不能明确病因,病原难以明确将会造成严重的医疗、经济和社会负担。

对病原微生物的早诊断、精准治疗,是降低患者死亡率、减少并发症和后遗症的关键手段。目前,检测病原微生物的主要手段包括生化鉴定、质谱、PCR等,传统的病原微生物检测存在难培养或者培养周期长,阳性率低,有些微生物如病毒无法进行常规实验室培养,检测靶标单一,操作过程繁琐等问题,这些问题会导致错过病患的最佳治疗时间,降低治疗效果。

基因检测,为病原微生物感染准确、快速确诊带来可能

创新之城的杭州,诞生了一家基于新一代基因测序与基因编辑技术的科技创新公司——杰毅生物。该公司由细胞分子生物学专业的王珺博士和大健康产业资深投资人钟杰联合发起创立。

王珺博士曾为中国首家上市的基因检测公司——贝瑞和康(SH:000710)创始团队成员,先后负责无创产前检测NIPT项目研发、产业化并获得中国首个基于NGS产品注册证,是中国第一批NGS技术应用的实践元老,有丰富的创业成功经验;钟杰,浙江大健康产业基金合伙人,曾为中国首家上市的独立医学实验室——迪安诊断(SZ:300244)的核心团队之一,参与建成中国数量最多的独立实验室网络、规模最大的IVD分销体系,负责完成迪安诊断IPO,在体外诊断和基因检测领域主导的投资项目金额超过50亿元。

杰毅生物联合创始人王珺博士 图片由受访者提供

王珺博士告诉动脉新医药,杰毅生物成立伊始,就确定了目标——“革新感染性疾病诊断,解决抗生素滥用全球性难题,挽救尽可能多的患者生命!”公司致力于将病原微生物诊断与基因组学和医学大数据相结合,创新运用CRISPR基因编辑技术、mNGS宏基因组测序技术等,分析病原微生物的核酸物质,结合自主开发的病原体数据库,借助人工智能分析系统,为临床提供快速、准确、全面的诊断报告,并帮助行业加快药物开发。

杰毅生物提供的病原微生物检测,有两方面的独到之处:

一方面,对于常见病原体引起的感染,使用基于CRISPR技术的自动化仪器革命性地快速精确检测出是哪种病原体,而且只需一个半小时就能即时报告,以此可以指导精准用药。

另一方面,对于疑难感染,通过抽取血液、肺泡灌洗液等各类样本,可检测超过1.6万种病原微生物(包括细菌、病毒、真菌、寄生虫等)。使用独有的快速检测体系,只需1个工作日即可得到检测报告。

这将大大革新传统感染检测技术耗时久、可检出病原体数目少的缺陷,快速提供临床医生准确全面的病原微生物信息,使现在“经验驱动的诊疗模式”迈向“数据驱动的精准诊疗模式”。

逐鹿分子检测,何以为功?

近年来,随着新一代分子诊断技术应用领域不断拓展,已有许多高通量测序项目在国内遍地开花,其中不乏华大基因等头部企业。当被问及杰毅作为后来者的竞争利器是什么时,王珺博士提到了时效性和精准度。他认为从整体上看,分子诊断处于相对初级的发展阶段,未来市场仍大有可为。

“传统分子诊断反应本身耗时不长,但实验操作和等待样本成了临床分子检测的限速步骤和瓶颈,”王珺博士指出,“杰毅希望不断努力,将分子诊断的时效性和自动化程度大大提高。”

杰毅生物业务流程 图片由受访者提供

据介绍,针对流感等门急诊常见感染,杰毅生物推出了流水线分子自动化平台(Streamlined Molecular Automatic Platform, SMAP),SMAP平台具有三大特征:

第一,集成了核酸提取、纯化、扩增和检测等模块;

第二,实现了样本进结果出,随到随检;

第三,每个样本可检测16项指标,90分钟内报告结果,8小时完成400例样本,满足门急诊对检测通量的需求。

在这台检测仪器上,我们拥有自主研发的专利技术CNAD(Crispr-mediated Nucleic Acid Detection),结合了核酸等温扩增和基因编辑技术(CRISPR/Cas),可以在30-60分钟对埃摩尔级(aM, 10-18 mol/L)的靶标核酸进行定性或定量检测,使得检测结果更精准。”

注重临床价值,与死神赛跑

王珺博士坦言,目前市场上的多数高通量测序产品都还不具备注册证,他们在竭力探索除肿瘤、遗传领域的新应用场景,“我认为这种尝试具有很高的临床价值。”

他向动脉新医药介绍,2014年《新英格兰医学》的一篇论文中,报道了一名患有原发免疫缺陷综合征的男孩的故事。他在4个月内反复发热,38项病原体检测均为阴性,最终使用高通量测序技术进行宏基因组检测(mNGS)后确定病原体为圣地罗西钩端螺旋体,改用青霉素治疗后,这名小孩迅速康复出院。

“高通量测序对原因不明的感染性疾病检测,非常有意义。”王珺博士指出,“但mNGS需要对样本进行核酸提取和文库制备等,传统流程操作复杂,耗时长。常见的mNGS报告周期是72小时,而对危重病人而言,时效性关乎生死。”

王珺博士表示,为了解决这个痛点,杰毅生物推出了Cubics自动化建库仪。它适合不同类型的临床样本,样本进,文库出。核酸提取、建库和纯化在2小时内完成,每台仪器可以同时处理4份样本。此外,Cubics 还可以灵活的串联和拓展,适应不同通量的需求。这样一来,获取样本后第一时间进行建库和测序,最大程度地保证mNGS的时效性。

“现在这类项目为特检项目,因此我们将建第三方医学实验室以提供检测外包服务,在尽可能广的区域和最短的时间内提供检测报告。”王珺博士表示,“杰毅生物将以杭州为中心,第一阶段将在在长三角、珠三角、环渤海湾以及西南地区等人口集中、经济发达的省市进行服务网络布局。我们期待与更多医学诊断同行、合作伙伴们携手一道,共同去挽救感染患者的生命。”

据王珺博士透露,杰毅生物正在启动新一轮融资,资金将主要用于第三方实验室网络的建设、医学诊断仪器及对应试剂的注册报证等。

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企业名称 北京贝瑞和康生物技术有限公司 法定代表人 高扬
注册资本 36000万元人民币 成立时间 2010-05-18
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统一社会信用代码 91110114554825645N