珀金埃尔默中国区生命科学部总经理刘疆:领域内将有强烈的自动化需求

“赛道”欣欣向荣

珀金埃尔默中国区生命科学部总经理刘疆

疫情除了让所有企业的弹性及抗压能力倍受考验之外,企业本身所选择的“赛道”也成为了企业能否在疫情中扛起大旗的关键。

运用广泛的生命科学行业无疑是一个备受关注的优质赛道。在整个“人类共同体”与新冠病毒的这场战役中,生命科学为科学家们提供了突破病毒防线的“利器”。

一直深耕生命科学行业并在行业内占据领先地位的珀金埃尔默,在这个疫情期间,不仅助力大量研究的高速运行,也加速了行业的自动化转型,在2020年掀起生命科学领域新一轮的创新热潮。

为了更好地深挖生命科学领域在疫情期间发挥的重要作用以及生命科学领域的未来发展,医趋势对珀金埃尔默生命科学部总经理刘疆先生进行了专访。

01 新药及疫苗研发的“幕后推动者”

“事实上,中国生命科学领域近些年一直处于高速发展阶段,契机主要来自于中央以及地方政府对于基础科研设施、科研能力建设的大量投入。如国家重点试验室建设、高校“双一流”建设等。而这种投入预计至少还会持续两三年的时间。

后疫情时代,全球疫情防控工作仍面临巨大挑战,抗病毒药物和疫苗的研究也成为全世界科研工作者刻不容缓的攻坚项目,这也是生命科学高速发展的一个契机。”刘疆表示。

对珀金埃尔默来说,在生命科学业务上的布局,大致可以分为两类:

  • 一类是进行生命科学基础研究,主要探索生命有机体最基本的机理,比如信号通路、免疫应答、病原体感染机制等;
  • 另一类进行新药研发、新药筛选。

而这两类,正好可以加速抗病毒药物研发以及疫苗研发。

①为药物筛选“加速度”

对抗病毒的药物筛选,“老药新用”是一个省时省力的关键策略。

国家化合物库中,FDA-Approved的化合物约有300万个。FDA-Approved意味着如果某个化被合物证明有效,立刻就可以成药,不需要再通过临床实验等做进一步的安全性评价。

但由于化合物数量庞大,如何“快速”筛选出有效药物成为关键。基于此,珀金埃尔默生命科学提供了涵盖分子、细胞、活体不同层面的设备为药物筛选“加速度”:

  • 分子水平上,珀金埃尔默通过其高通量筛选平台在3周内大约做了上百万化合物的筛选。
  • 细胞和组织水平(以及类器官模型)上,珀金埃尔默高内涵细胞成像设备(Operetta®CLS和Opera®Phenix)可以测试不同药物在机体内对病毒复制和感染的抑制作用,并通过珀金埃尔默高内涵的分析软件评价药物效果。
  • 活体水平上,珀金埃尔默提供动物成像设备,包括小动物光学和CT成像系统,可以研究抗感染小分子药物、抗体、疫苗在活体水平对病毒的抑制作用,以及研究动物感染新冠病毒后造成的肺部损伤;珀金埃尔默是小动物活体光学成像系统市场上领先的供应商,占据了中国超80%的市场。

药物筛选之外,高内涵细胞成像系统还可以用于机理的研究。

比如,新冠感染人的肺部或者是呼吸道脏器主要是通过S蛋白与受体结合。高内涵细胞成像系统可以很清楚的看到S蛋白是如何感染呼吸道上皮细胞、如何进入细胞、攻击哪一种细胞、又是如何在细胞内进行转移的。

珀金埃尔默还提供专门的试剂盒与检测平台,可以针对各种不同的靶点,对药物进行高通量的、有效的筛选。

②专为疫苗研发设计的试剂盒

一款疫苗从早期设计到获批上市需要漫长的周期,新冠病毒疫苗也不例外,在相关技术和规模生产等方面仍面临不少挑战。

而针对疫苗研发的特定场景,珀金埃尔默提供各种各样的试剂盒来优化整个研发流程,例如:

  • 新冠病毒疫苗研发中最另人头痛的是抗体依赖性增强(ADE)作用风险。ADE作用风险指某些病毒在特异性抗体协助下复制或感染能力显著增强,引发更严重病理损伤。珀金埃尔默提供专门的试剂盒来检测ADE作用风险。
  • 新冠病毒疫苗研发中目前进度最快的是mRNA疫苗。而mRNA疫苗制备过程中,常见双链DNA或者双链RNA污染,污染会导致疫苗失效。珀金埃尔默提供专门的试剂盒来检测单链mRNA里面污染。
  • 中检院最新的有关新冠中和抗体活性评价的研究,就是基于珀金埃尔默发光试剂盒Lite系列(britelite),对应的检测仪器为珀金埃尔默多模式读板仪EnSight。在疫苗中和抗体的评价中,Ensight仪器也参与其中。
  • 在单细胞测序助力直接寻找新冠人源抗体的研究中,Ensight仪器协助科研机构从抗体康复期病人身上筛选出的8千多种病毒蛋白结合抗体序列中,成功找出14株高活性的中和抗体。

这些试剂盒的种类及检测目录在珀金埃尔默整合生命科学企业Cisbio Bioassays之后又再次得到扩充,更为丰富。

刘疆表示:“珀金埃尔默是一个以技术为导向的团队,我们给各种各样科研机构提供工具、平台、方案。同时,我们组织技术团队探索怎样将抗感染、免疫学领域的方案从分子水平、细胞水平、活体水平进行组合,从不同研究层面上为研发助力,更好地提升疫苗与抗病毒药物的研发效率。”

02 生命科学领域爆发强烈的自动化需求

“受新冠疫情的影响,目前疾控体系受到中国各个方面的关注,国家更是在财政、政策方向给予了很大程度的支持。受到这些推动力的影响,一方面,和疫情直接相关的试剂和仪器厂商会出现爆发性的成长;另一方面,生命科学行业的自动化水平将会大大加强。”

刘疆对医趋势解释说,“政策上期望将疾控体系从县域级别搭建起来,分级诊疗的实现,重点也在县域。但疾控体系中的很多操作比如核酸提取,目前普遍来讲需要人为干预的部分还是比较多的,而县域范围内,具备专业技能的人员配备严重不足,因此,短期内我们可以看到生命科学领域强烈的自动化需求。”

珀金埃尔默凭借80多年的科技创新经验、30多年的自动化研发使用经验,以及25年的自动化机器人系统整合经验,推出了一系列自动化整体解决方案,如高通量自动化NGS解决方案、实验室自动化机器人整合系统、Chemagen自动化核酸提取方案等。

①高通量自动化NGS解决方案

病毒基因测序是新冠病毒研究的基础,还可以协助病毒溯源、监控病毒变异、掌握病毒发展方向,也可以为抗病毒药物研发提供科学依据。

珀金埃尔默具有完整的高通量自动化NGS解决方案,利用其NGS产品,可以实现从样品收集、核酸提取、核酸质控、NGS自动化文库构建及文库质控的全流程,极大地提升新型冠状病毒的研究率。

珀金埃尔默NGS整体解决方案

②实验室自动化机器人整合系统

疫情防控能否取得最终胜利的关键时刻,如何高效、快速、准确的“早发现、早隔离”疑似及确诊病例,提高核酸检测的效率和安全性,仍是各地医院、检测机构需要重视的问题。

然而在样本处理的过程中,手工操作不仅耗时长、操作相对繁琐,更重要的是医务人员在频繁接触样本过程中会增加病毒感染风险。

珀金埃尔默推出的实验室自动化机器人整合系统,包括了自动化样品处理、样品管开盖、核酸提取、PCR反应体系构建及在线qPCR扩增检测。大大减少人工操作,优化样本检测流程,提高检测通量,还同时满足了医务人员在病毒核酸提取过程中对安全防控性的要求。

珀金埃尔默实验室自动化机器人整合系统

“除了这些自动化系统之外,珀金埃尔默自动化团队还可以按照客户要求,组合不同功能模块,做出灵活的、适应于各种通量和预算的平台。”刘疆表示。

03 行业人才回流大潮将继续

据统计,2001年在美国获得科学或工程学博士学位5年后,仍居留在美国的中国公民比例为98%。

但形势已经在慢慢改变。近两年,大量生命科学领域的人才从国外回流的现象尤为明显。

关于这一点,从海外市场归来的刘疆显然深有感触:“在经济衰退和整个政治大环境的影响下,2019年年初或者2018年年底开始就出现了不利于全球化的一些趋势。中国的人才在国外的发展进而受到了一定的限制,这推动了人才的回流。

国外在推,国内在引。中国经济持续增长,现在已成为全球第二大经济体;生命科学是中国希望能够有所突破、实现弯道超车的领域,因此有大量的投资进入,这一领域发展是日新月异,甚至某些部分已经是领先的了。

中国政府也实行非常有力的吸引力的人才扶持政策,支持海外人才回国创业,开展各种基础研究。中国市场提供的启动资金、中国的基础设施、中国大量的年轻的人才,都让中国市场成为一个非常有吸引力的、很利于有抱负的人做出成绩的环境。

因此,人才回流是一个很自然的选择,而且未来还会有更多的人才回来。”

近年来,随着基因测序、组学分析等核心技术的加快突破,生命科学的引领性、突破性、颠覆性特征也愈加突出,生命科学基础研究依然是引领生物技术在各方面应用及转化的源头。

新冠疫情之下,珀金埃尔默生命科学整体解决方案,为“抗疫”之战的一系列的研发提供了重要的突破口,彰显“利器”之锋芒。

而正如刘疆所言,未来,生命科学领域将持续增长并爆发出强烈的自动化需求,加上大量高端人才的回流,这必将是一个欣欣向荣的“赛道”。

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