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程京院士:清華正研發(fā)一代和二代測(cè)序儀器

   2025-07-18 生物探索660
   日前,在清華大學(xué)《清華大學(xué)醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)前沿論壇》大會(huì)上,中國工程院院士、清華大學(xué)教授程京以《轉(zhuǎn)化:從疾病診治到健康維護(hù)》為題,進(jìn)行大會(huì)報(bào)告。

  基因測(cè)序的應(yīng)用

  報(bào)告的開始,程院士就向大家解釋了什么是生物芯片。生物芯片就是能對(duì)小分子、生物大分子、細(xì)胞、組織等進(jìn)行高通量、快速并行處理和分析的微檢測(cè)器件,包括微流控芯片和微陣列芯片兩大類。生物應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,包括疾病預(yù)測(cè)、疾病預(yù)防、個(gè)性化治療、藥物開發(fā)、食品安全、環(huán)境檢測(cè)、農(nóng)業(yè)育種等。現(xiàn)在,我國現(xiàn)在已能獨(dú)立自主研發(fā)微陣列芯片全線配套儀器。他詳細(xì)介紹了基因表達(dá)譜芯片應(yīng)用與乳腺癌分子分型,通過對(duì)60例乳腺癌患者的基因芯片篩選,就可以大數(shù)將乳腺癌患者分為三陰性、腔面A和腔面B型。

  目前,在清華大學(xué)正進(jìn)行一代和二代測(cè)序儀器的研發(fā)。現(xiàn)在,二代測(cè)序儀在測(cè)序領(lǐng)域占絕對(duì)的主導(dǎo)地位,而為什么還要做一代測(cè)序儀?因?yàn)橐淮鷾y(cè)序儀應(yīng)用腫瘤方面研究仍是經(jīng)典之選,但是缺點(diǎn)還需要手工操作比較多,新儀器研發(fā)希望能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。程院士表示這些儀器今年將全部投放市場(chǎng)。目前,中美新一代基因測(cè)序儀,其技術(shù)核心無一例外都是基于微流控芯片技術(shù)。

  博奧生物建立了中國最全的用于做生物技術(shù)、疾病相關(guān)的研究與服務(wù)平臺(tái),可以獲得從DNA,RNA,蛋白質(zhì)層面獲得大量數(shù)據(jù)。要將各層次縱橫交叉、融會(huì)貫通就需要大數(shù)據(jù)研究人員,既懂生物又懂醫(yī)學(xué),很好地進(jìn)行拉網(wǎng)式分析。

  最近幾年,程院士走訪了寧夏、新疆等地,令他吃驚的是,原本以為是比較落后的地區(qū),早已推廣醫(yī)療大數(shù)據(jù)的臨床研究。華西醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院、南京醫(yī)科口腔醫(yī)院、廣東省婦幼保健醫(yī)院、寧夏醫(yī)科總醫(yī)院以及博奧生物針對(duì)我國唇腭裂疾病進(jìn)行基因研究,該研究近日被《Nature Communications》接受。這是首次在國際期刊發(fā)布中國唇腭裂基因研究。該研究有助于在生育時(shí)期預(yù)測(cè)胎兒患病風(fēng)險(xiǎn),以便及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。

  轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)該如何進(jìn)行

  程院士向大家解釋了何為轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué),即將科研成果轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用應(yīng)該符合“大學(xué)研究--工業(yè)--政府--臨床”這樣的過程。基因數(shù)據(jù)的獲得不應(yīng)該只是停留在文章的發(fā)表,轉(zhuǎn)化到臨床應(yīng)用非常重要。國外的轉(zhuǎn)化模式,不適合中國。在臨床方面提供樣品提出問題以及相關(guān)信息提供給學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行科研研究,還需要工業(yè)的參與做成產(chǎn)品才能完成申報(bào)。政府介入進(jìn)行監(jiān)管,比如獲得藥監(jiān)局批準(zhǔn),藥監(jiān)局制定物價(jià),社保局納入報(bào)銷等等,全部完成后才能進(jìn)行臨床應(yīng)用。

  接下來程院士為大家舉例三個(gè)臨床轉(zhuǎn)化在不同領(lǐng)域的案例:

  案例1.重度耳聾防治

  最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),我國殘疾人數(shù)達(dá)8500萬,其中聽力障礙人士占24%,但僅有1‰的患者得到救治,如果全部救治得花8萬億人民幣,相當(dāng)于去年全國醫(yī)療費(fèi)用總和的兩倍,因此要走防治的路線,定制聾人基因檢測(cè)芯片。

  首先在大學(xué)中開展研究:中國耳聾人群遺傳因素致聾比例為55%,針對(duì)先天性耳聾、藥物致聾、大前庭水管綜合征的4個(gè)基因(GJ82、GJ83、12S rRNA和PDS)中的9個(gè)突變位點(diǎn)覆蓋我國80%的遺傳學(xué)耳聾。清華大學(xué)的科研人員研發(fā)了包含這9個(gè)位點(diǎn)的檢測(cè)芯片。

  接著進(jìn)行工業(yè)制作:通過博奧進(jìn)行芯片優(yōu)化,制做成品,進(jìn)行申報(bào),于2009年獲得醫(yī)療器械證書將能。產(chǎn)品化的芯片能快速、低成本地進(jìn)行基因檢測(cè)。

  受到政府重視:北京市對(duì)兩萬多聾人免費(fèi)進(jìn)行檢測(cè),20歲以下的患者中,超40%的人致病原因都是基因突變。北京市在全國率先為新生兒免費(fèi)篩查耳聾基因。成都地區(qū),目前已經(jīng)確定父母雙方凡一方具有成都市戶口的出生新生兒,納入政府免費(fèi)耳聾基因篩查,并形成常態(tài)化,大于每年10約人的檢測(cè)量。截至去年,全國完成80萬例新生兒篩查,預(yù)期今年過百萬。

  最后就是將產(chǎn)品應(yīng)用到臨床:通過分析2012年北京市新生兒耳聾基因篩查所得到的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),耳聾基因篩查可用較少成本和投入,獲得較好效果。對(duì)2012年20萬新生兒耳聾基因篩查進(jìn)行的成本效果和成本效益分析顯示,篩查投入約1億元,可避免損失1971.27個(gè)健康壽命年,可多挽救19928.34個(gè)勞動(dòng)年,可為社會(huì)減少經(jīng)濟(jì)損失9.4億元。如不篩查,挽救一個(gè)勞動(dòng)年需付出5.45萬元,而篩查只需支付0.48萬元。從成本效益角度分析,篩查效益成本比率為7.27:1,即投入1元,可獲得7.27元的效益。說明耳聾基因篩查具有較高的成本效益

  案例2.按需定制芯片

  清華大學(xué)就根據(jù)醫(yī)院的要求開發(fā)分枝桿菌菌種鑒定基因芯片,能同時(shí)快速檢測(cè)17種分枝桿菌,分離株或者痰樣本均可檢測(cè)。2009年獲歐盟CE認(rèn)證,2010年獲國家醫(yī)療器械證。

  博奧生物還與國內(nèi)多個(gè)頂級(jí)三甲醫(yī)院和科研機(jī)構(gòu)合作,開展肺癌、結(jié)直腸癌、食管癌、肝癌、胃癌、前列腺癌、乳腺癌、宮頸癌、腎癌、膀胱癌在內(nèi)的10個(gè)腫瘤血漿miRNA標(biāo)志物的開發(fā)工作。本檢測(cè)項(xiàng)目通過檢測(cè)健康體檢人群和高危人群血漿miRNA譜表達(dá),預(yù)測(cè)腫瘤風(fēng)險(xiǎn),該檢測(cè)具有非侵入性、可動(dòng)態(tài)監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)。該項(xiàng)目作為公益性行業(yè)科研專項(xiàng)《個(gè)體化醫(yī)學(xué)檢測(cè)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化研究及推廣應(yīng)用》子課題,正在建立個(gè)體化醫(yī)學(xué)檢測(cè)miRNA檢測(cè)技術(shù)LDT指南,并在試點(diǎn)單位試行和修訂完善。

  案例3.中醫(yī)西釋防未病

  在全國有1.1億糖尿病人,患病人數(shù)快速攀升,其實(shí)內(nèi)因(基因)的影響占只20~30%,而外因(環(huán)境)的影響占70~80%,外因通過內(nèi)因起作用,環(huán)境與遺傳因素互相作用。程院士提出“內(nèi)因可檢測(cè),外因可改變!”

  北京中醫(yī)藥大學(xué)的王琦教授將人劃分為9種體質(zhì):平和體質(zhì)、氣郁體質(zhì)、濕熱體質(zhì)、特稟體質(zhì)(過敏體質(zhì))、陰虛體質(zhì)、氣虛體質(zhì)、陽虛體質(zhì)、痰濕體質(zhì)、血瘀體質(zhì),根據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示后五種體質(zhì)的人群易患糖尿病。于是,程院士提出利用血液檢測(cè)將人群分類中醫(yī)根據(jù)個(gè)人體質(zhì)提出不同調(diào)理方案,再針對(duì)每種體質(zhì)人群制作調(diào)理飲品。如此一來以中醫(yī)為主導(dǎo),結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)檢測(cè)手段,充分發(fā)揮中醫(yī)在體質(zhì)分類、未病預(yù)測(cè)和亞健康調(diào)理方面的獨(dú)特作用,幫助提高生活質(zhì)量、大幅降低重大疾病診治的開銷。

  報(bào)告的最后程院士總結(jié)到,大數(shù)據(jù)的管理應(yīng)以個(gè)人為中心,針對(duì)每個(gè)人的自身狀況,定制最優(yōu)的治療方案,推薦適合的生活方式。為了有效及時(shí)進(jìn)行健康管理,家庭穿戴式設(shè)備是不可少的,數(shù)據(jù)的管理、存儲(chǔ)、分析以及相關(guān)的云計(jì)算也是少不了的,還有就是與大型醫(yī)院的互動(dòng),建立有效聯(lián)系也是不可或缺的。

 
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