對于蔓延極為迅速的新冠疫情來說，快速、精確地診斷顯得尤為重要。
新冠病毒是目前已知的基因組序列最長的病毒之一，快速檢測其基因組 “全貌” 非常困難，而臨床精準診斷又比較依賴基因信息。隨著疫情防控對檢測技術(shù)不斷提出新的要求，杰毅生物也馬不停蹄地加緊研發(fā)。
春節(jié)期間，杰毅生物圍繞基因編輯（CRISPR/Cas）和高通量測序（NGS）兩大技術(shù)路線，為疫情控制自主研發(fā)了一系列自動化檢測儀器和檢測試劑，并聯(lián)合浙江省疾病預(yù)防控制中心和阿里達摩院醫(yī)療 AI 團隊，共同研發(fā)了全基因組檢測分析平臺。通過 AI 診斷技術(shù)，杰毅生物可將原來數(shù)小時的疑似病例基因分析縮短至半小時，在關(guān)鍵時刻發(fā)揮了巨大作用。
近日，生輝與杭州杰毅生物技術(shù)有限公司（以下簡稱“杰毅生物”）創(chuàng)始人兼 CEO 王博士展開對話，著重了解了杰毅生物當(dāng)前的研發(fā)重點及分子檢測的未來發(fā)展方向。
感染領(lǐng)域存在較大市場潛力
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國每年因感染造成的就診超過 20 億人次，呼吸道感染、腸道感染和結(jié)核病成為了全球前十位的致死原因，全世界每年約有 300 萬人死于肺炎等下呼吸道感染。
王告訴生輝，2017 年，中國綜合性醫(yī)院大約有 2.4 億住院病人，其中三分之一與感染有關(guān)，危重癥感染病人超過 1000 萬人。
“針對感染病例的治療，首先需要明確病原微生物，但由于傳統(tǒng)病原體檢測的局限性，目前全球范圍內(nèi)臨床上微生物培養(yǎng)的成功率不到 20%。”王表示，有限的條件下，醫(yī)生進行 “假設(shè)性預(yù)判” 和“經(jīng)驗性治療”是普遍現(xiàn)象，在不明確病原體的情況下，患者通常被給予廣譜抗生素治療，這不僅會讓病人很痛苦，也容易導(dǎo)致 “超級細菌” 出現(xiàn)，使更多人因感染而死亡。
時間和效率的提高，就是在與病毒搶奪生命。抱著這樣的責(zé)任和初心，王創(chuàng)辦成立了杰毅生物，基于高通量測序（NGS）和基因編輯（CRISPR/Cas）兩大技術(shù)，以及全局性檢測和定向檢測兩大維度，通過創(chuàng)新性的自動化設(shè)備、配套試劑、全自動分析軟件等，幫助醫(yī)生去解決感染性病原體檢測 “快、準、全” 的世界性難題，推動現(xiàn)有的人工操作模式向自動化發(fā)展，并極大縮短診療時間。
全自動化設(shè)備是發(fā)展趨勢，國內(nèi)尚不成熟
近年來，分子診斷 POCT（基因快檢）技術(shù)備受推崇，用便攜式儀器在更短的時間內(nèi)做到樣品的處理與分析，成為生物技術(shù)公司必須攻克的難題。但其作為一項集合了生物、化學(xué)、機械、數(shù)字電路等交叉學(xué)科的新興技術(shù)方向，實現(xiàn)起來并非易事。
“從技術(shù)角度來看，熒光 PCR 技術(shù)的整個操作流程包括提娶配置和檢測三大步驟，提取的過程需要開放式環(huán)境，不然乙醇會抑制酶的反應(yīng)；而檢測需要密閉空間，避免產(chǎn)生氣溶膠污染。因此，整個系統(tǒng)的設(shè)計、集成和開發(fā)，需要掌握平衡。”王坦言：“這不僅對設(shè)計的要求高，研發(fā)完成后的落地生產(chǎn)把控也很高，就算是目前國際頂級公司生產(chǎn)的卡盒良品率也不算高，國內(nèi)目前還不具備這樣的供應(yīng)鏈生產(chǎn)能力。”
（來源：杰毅生物官網(wǎng)）
基于以上觀察，杰毅生物自主研發(fā)生產(chǎn)的全自動卡盒式自動建庫儀和建庫試劑，在規(guī)避原來弊端的基礎(chǔ)上，從簡化、加快建庫流程入手，形成 “流水線” 作業(yè)，提高病毒全基因組測序、宏基因組測序的時效性和便攜度。
“我們的全自動化設(shè)備將原先需要十幾個小時的手工操作時間大大縮短至兩個多小時，只要把樣本放到卡盒中，機器便可以全自動完成。同時，這個機器很小，只比微波爐稍微大一點點，部署比較容易，也可置于生物安全柜中，避免了生物安全的問題。”王對生輝說，“在自動化方案領(lǐng)域，杰毅生物是全球唯一的。今年年中，我們還將推出一款針對定向檢測的全自動化設(shè)備，‘樣本進、結(jié)果出’的整個過程將在 90 分鐘內(nèi)完成。”
結(jié)合這兩套設(shè)備，杰毅生物希望醫(yī)院的檢測流程可以這樣進行：病人入院后，根據(jù)癥候群先做第一道初篩，若查清病原體為甲流等，就可以直接治療；若病人反應(yīng)為陰性但感染癥狀比較明顯，就可以用全自動設(shè)備進行高通量測序建庫，第二天早上就能告訴臨床大夫究竟是什么病原體，并指導(dǎo)用藥。
疾病監(jiān)測將成 AI 落地新場景
王告訴生輝，除了自動化建庫之外，杰毅生物的下一個研發(fā)重點是生物信息分析，“比如宏基因組測序（mNGS）直接對樣本中的核酸進行‘鳥槍法（shotgun）’大規(guī)模平行測序，病原體覆蓋廣，每一次測序會產(chǎn)生幾十個 G 的數(shù)據(jù)，有幾十億條 DNA 序列，無法用人眼直接判斷。”
此外，在確認病原體后，有時候還需要確定該病原體是不是致病病原體，“相較而言，這個比較難實現(xiàn)。在準確判斷致病性的微生物方面，仍需要具備專業(yè)素質(zhì)積累的臨床大夫?qū)γ恳粋�樣品進行醫(yī)學(xué)解讀。我們已經(jīng)和阿里云簽署了一份戰(zhàn)略合作協(xié)議，借助大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，以及結(jié)合患者的臨床表現(xiàn)來綜合判斷。”王說。
作為“臨床中的陷阱”，醫(yī)學(xué)解讀和臨床判斷仍是行業(yè)痛點。王對生輝表示，作為一項全新的技術(shù)，資本、研發(fā)、時間均需要長期投入。同時，也需要有更多的經(jīng)過標(biāo)注的數(shù)據(jù)，讓準確率得以提升。
王說：“在項目真正落地之前還需要不斷迭代，幾年后或許會有較為完善的判斷機制。在不斷的探索和試錯中，我們也將看到越來越清晰的應(yīng)用領(lǐng)域和局限性。”
關(guān)于杰毅生物
杰毅生物由貝瑞基因（SZ:000710）創(chuàng)始團隊成員王博士和浙江大健康產(chǎn)業(yè)基金原合伙人鐘杰先生共同發(fā)起成立，是一家以高通量測序（NGS）和基因編輯（CRISPR/Cas）為技術(shù)平臺，產(chǎn)品創(chuàng)新與數(shù)據(jù)驅(qū)動相結(jié)合，致力于革新感染性疾病檢驗未來的新銳科技公司，是阿里云在感染性疾病 AI 應(yīng)用的戰(zhàn)略合作伙伴，是中國唯一一家提供病原宏基因組 mNGS 全自動檢測產(chǎn)品解決方案的公司，被業(yè)內(nèi)評選為“2019 未來醫(yī)療 100 強. 中國榜宏基因組 TOP5”。
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