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开发共性生物技术 为医学产业发展作出贡献——北京市理化分析测试中心《医用核酸与免疫学若干检测关键技术研发与应用》
发布时间:2019-07-05 12:00

編者按:北京市理化分析測試中心《醫用核酸與免疫學若幹檢測關鍵技術研發與應用》是我院2018年優秀科研成果之一。先進共性生物技術是關系到生物行業技術發展和技術升級的關鍵技術,可提升産業的技術水平、産業質量和生産效率。本研究通過開展醫學共性生物技術的研究與應用轉化,爲科研院所的醫學理論研究和企業的産品開發提供技術保障,爲我國醫學産業發展作出貢獻。本期我們對其研究成果進行摘要介紹。

國家《十三五科技創新规划》在第五章構建具有國際競爭力的現代産業技術體系中提到要加快推進前沿共性生物技術,提升我國生物技術前沿領域原創水平,搶占國際生物技術競爭制高點。共性生物技術銜接了生物基礎理論研究與企業面向市場開發的專用技術這兩個方面,因此該技術的發展可對整個生物産業的技術水平、産業質量和生産效率發揮迅速的帶動作用,具有巨大的經濟和社會效益。

北京市理化分析測試中心作爲公益性大型綜合分析測試機構結合自身特點,自2014年開始開展共性醫學生物技術研發與轉化工作,旨在爲京津冀地區民生健康、醫療衛生、生物科技提供科技支撐和技術服務。發展至今,理化中心在醫用核酸與免疫學檢測領域開發了一系列新型、共性、實用生物技術。

建立了適用于痕量物證的法醫基因組學新一代測序技術,實現對涉案人員年齡、地域來源等特征的精准刻畫。目前現有法醫DNA分析僅能實現被動比對,然而在法醫實際案例中需要對個體特征如年齡、群體來源等信息進行預測,然而傳統DNA分析檢測不能滿足個體特征刻畫的要求,團隊建立了利用DNA甲基化、microRNA等多種生物標記物協同分析的方法,實現了基于法醫基因組學的個體的年齡和群體來源精准刻畫。

建立了無創、高靈敏、痕量循環腫瘤DNA數字PCR腫瘤標記物檢測技術。該技術一方面提高了腫瘤標記物低頻突變檢測的靈敏度,可以實現低至1%的突變頻率的精確定量;另一方面,此方法是一種液體活檢方法,樣本采集無創並且簡便易得,不僅可以降低組織活檢對腫瘤患者帶來的危害,而且便于實時監控病情發展,藥物療效等。

基于單核苷酸多態性的核酸質譜個體化安全用藥檢測技術,可實現150余種藥物安全評價。基于核酸質譜分析平台,針對性開發了如兒童常用藥、高血壓用藥、糖尿病用藥、胃腸道用藥、抗凝血用藥、風濕及痛風類用藥、中老年常用藥等科學用藥基因檢測方法,可指導臨床針對特定的患者選擇合適的藥物和給藥劑量,實現個體化用藥,從而提高藥物治療的有效性和安全性,防止嚴重藥物不良反應的發生。

建立了基于體外細胞培養及監測技術的醫療器械評價方法。實現了樣本的細胞毒性精確定量分級,實時監控細胞發生變化的全過程,准確評估毒性最強參數,爲醫療器械新産品開發提供科學的參考數據。大部分醫療器械開發企業不具備配套生物學評價技術平台及能力,本團隊基于體外細胞培養及配套監測平台(活細胞工作站,流式細胞術等),建立了包括浸提法,直接接觸法,非直接接觸法(瓊脂擴散法、濾膜擴散法)在內的體外細胞毒性評價技術,可完成包括薄膜,海綿,導管,支架,螺釘,骨板,膝關節假體等不同類型醫療器械産品體外細胞毒性評價。

建立了基于生物橋免疫學快速檢測技術,可提高靈敏度10倍以上、減少抗體用量20倍。以抗體抗原特異性結合爲基本原理,利用磁性微粒、彩色乳膠作爲信號標志物,進行免疫學檢測技術研究。在該項目的研究中開發了以生物橋抗體偶聯技術。該技術可使抗體的功能區充分暴露,且使抗體遠離標記物,一定程度降低空間位阻。檢測線的位置固定生物橋後,由于生物橋與抗體的結合親和力更高,在層析時生物橋與抗體的結合效率更高,從而提高檢測靈敏度,降低檢測成本。

基于以上共性生物技術,針對不同的研究領域衍生出了近百項生物分析技術。北京市基因測序和功能分析工程技術研究中心北京市理化分析測試中心司法鑒定所的相繼成立使理化中心又跨上了一個新的台階。

爲了使開發的共性生物技術能夠順利進行轉化,理化中心堅持以需求爲導向、研發新技術,以企業爲支撐、孵化新産品,以培訓爲媒介、推廣新技術,以交流爲目的、拓展新思維的工作思路。通過以上工作的實施,提升了知名度,促進了科學研究與市場需求的結合,取得了較好的經濟效益和社會效益。

理化中心近五年來承擔國家、省部級科研項目13項。發表論文27篇,獲授權專利5項,出版專著3部。爲近百家科研院所、醫院和企業提供醫學共性生物技術服務,産生直接經濟效益1300余萬元。法醫基因組學研究成果已在司法實戰中推廣應用,爲提升我國公共安全和維護司法公正提供有力科技支撐。通過理論聯系實踐開展共性生物技術培訓42期,培訓近2000人次。參與制作科普節目15期。执行科技創新券及小微企业孵化项目,为57家北京市小微企業提供共性生物技術服務。