2020年初,與往年的冬末春初一樣,是流感與普通肺炎高發(fā)的季節(jié),而今年,新冠病毒的全球性暴發(fā)也讓人們心里蒙上一層寒霜。新冠肺炎作為一種傳染病,如何與臨床癥狀部分相似的流感、感冒,以及普通肺炎進行區(qū)分,是精準防控的一大難點。

協云基因是一家專注感染性疾病精準醫(yī)療產品研發(fā)的企業(yè),產品涉及到多重PCR檢測、宏基因組測序、傳染病信息學軟件三方面。公司成立于2015年,是中國醫(yī)學科學院蘇州系統(tǒng)醫(yī)學研究所的首家產學研科技轉化企業(yè)。

總經理張鑫磊博士告訴動脈網,隨著疫情擴散,春節(jié)期間協云團隊認識到新冠病毒爆發(fā)的趨勢,迅速聯合廣州再生醫(yī)學與健康廣東省實驗室,蘇州系統(tǒng)醫(yī)學研究所進行日夜攻關,在5天內研發(fā)并測試成功了國內首個包含新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)及12種常見的呼吸道病原體的多重核酸快速檢測試劑盒。

該試劑盒是在公司原有的已經成熟定型的12項呼吸道病原體核酸檢測試劑盒的基礎上開發(fā),新產品在廣東省疾病預防控制中心、中國科學院武漢病毒研究所、首都附屬醫(yī)科大學地壇醫(yī)院進行八百多例樣本的臨床驗證,驗證試劑檢測結果與已知診斷結果的靈敏度為98．6%,特異性為97．40%。目前,新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)及12種常見的呼吸道病原體的多重核酸快速檢測試劑盒正在申請CE注冊認證,同步進行國內三類醫(yī)療器械申報的注冊檢驗。

新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)及12種常見的呼吸道病原體的多重核酸快速檢測試劑盒

協云基因的技術團隊起源于中國科學院,創(chuàng)始人兼董事長蔣太交教授是中科院上海生化所分子生物學的博士。畢業(yè)后,他分別在耶魯大學和麻省理工學院從事博士后研究。2005年,蔣教授回到中國,在中科院生物物理研究所帶領團隊繼續(xù)從事病原體分子診斷技術和傳染病信息學研究,先后以原創(chuàng)性的技術與方法在《Cell Host & Microbe》《Nature Communication》《Genome Research》等國際知名期刊雜志中發(fā)表了80余篇權威論文。

蔣太交教授相繼入選2005年中國科學院"百人計劃",獲得2011年國家自然基金委杰出青年基金。在積極應對新發(fā)H7N9禽流感病毒的工作中取得的重大突破,榮獲科技部頒發(fā)的2013年中國科學十大進展。2015年,蔣太交教授參與完成的“人感染新型H7N9禽流感病毒的發(fā)現及其病原學研究”,榮獲中華醫(yī)學科技獎一等獎。蔣太交教授還帶領團隊完成了多個國家或省級傳染病信息學項目,包括流感疫苗株推薦平臺、華東禽流感溯源、新冠與非典比較分析、國家流感中心預測預警平臺等。協云基因的其他核心團隊成員在生物信息學、分子診斷等領域有著十余年的資深經驗。

感染性疾病臨床檢測產品&服務

感染性疾病由于病原體種類繁多、進化速度快、新發(fā)傳染病頻繁等特點,傳統(tǒng)的檢測方法如培養(yǎng)與鑒定、生化檢測、免疫學、傳統(tǒng)分子診斷等存在耗時長、靈敏度低、假陽性率高等弊端。此外,目前國內臨床已注冊產品絕大多數只能檢測單種或少數幾種病原體,常需要重復采樣,多次檢測才能確診,并且對于混合感染的檢測能力差。

協云基因針對感染性疾病推出高容量多重快速核酸檢測平臺,“通過自主研發(fā)的多重病原體檢測生物信息學設計模塊,篩選特異性靶基因,并進行多重引物和探針體系的設計,從而確保單反應體系中的多個病原體檢測不會互相干擾。同時,產品設計上融合多色探針多重熔解曲線分析技術、多重巢式PCR技術、LATE-PCR技術、通用Tag分子信標技術,可以實現單管同時檢測20種以上病原體”, 研發(fā)總監(jiān)王勇強博士解釋道。協云基因研發(fā)的多重呼吸道病原體檢測試劑盒可實現單管內一次性檢測20種以上病原體指標(包括病毒、細菌、支原體等),篩檢通量為96或384樣本,可實現多指標、多樣本的并行檢測。

“這種高通量多指標檢測產品更適合復合感染病例,檢測效率高,且可以有效降低假陰性�！巴跤聫娧a充道。除了呼吸道多重檢測產品之外,協云基因正在推進生殖道、胃腸道、中樞神經系統(tǒng)等多個系列的多重熔解曲線檢測試劑盒。

醫(yī)生在面對感染性疾病患者時,根據其癥狀會對感染類型有個初步判斷,再進行針對性的幾個到十幾個常見病原體的篩查之后,絕大部分都會得到明確的結果,而余下的部分病例則屬于不明病原體感染的范疇。

針對不明病原體感染,協云基因擁有自主研發(fā)的復雜臨床樣本預處理技術和病原體鑒定算法。對于復雜的臨床樣本,例如腦脊液和肺泡灌洗液等,如何在高背景的宿主人源核酸干擾下,有效的捕獲富集病原微生物核酸,是目前檢測中面臨的一大難點。

協云基因立足于豐富的生物信息學經驗與強大的科研團隊,自主研發(fā)設計了針對于數百種臨床病原體、耐藥基因和毒力基因的捕獲探針,可實現對感染樣本中不明病原體的靶向捕獲測序,有效提高檢測的靈敏度和特異性,能夠一次性覆蓋臨床樣品中幾乎所有的病原體。自主研發(fā)構建的病原體鑒定算法,病原體知識庫和一步式數據分析解讀云平臺,將能夠顯著提升臨床檢測速度和檢測報告的可解讀性。

傳染病信息化平臺

“感染性疾病與腫瘤、遺傳病等的基因檢測不同,對時效性要求較高,越快出結果越好”,張鑫磊表示。因此,院外送檢的方法對于急重癥感染病患者來說或許并不適用。協云基因面向臨床提供感染性疾病精準醫(yī)療中心建設的整體解決方案。

通過與醫(yī)院共建微生物數字化實驗室,提供樣本管理、實驗室信息管理、檢測數據管理與分析以及決策支持,實現從樣本管理到數據挖掘的閉環(huán)管理。具體包括:

儀器平臺(PCR與NGS)、試劑(包含感染性疾病的單管多重檢測試劑盒)、軟件(從生物樣本庫、實驗室信息管理到檢測數據管理的全流程信息化產品)。

當這些檢測數據匯聚、下沉,就可以衍生更多的應用場景。例如:通過整合病原體數據分析的生物信息學流程,生成mNGS自動化檢測報告;通過文獻、指南、病歷的匯集,整合患者的臨床表型、診斷信息、致病病原體,構建以病原體為核心的知識圖譜,利用AI技術輔助醫(yī)生診療;面向疾控中心的病原體變異監(jiān)測與預測預警功能的傳染病信息學平臺;面向感染性疾病臨床科研的微生物組學、不明病原體感染、復合感染流病分析、感染與宿主免疫等科技服務。

團隊負責建設的國家流感中心預測預警平臺

目前,協云基因已經與北京協和醫(yī)院、中國人民解放軍總醫(yī)院、湘雅醫(yī)院、北京兒童醫(yī)院、以及中國疾控中心等80多家單位實現了商業(yè)項目合作。公司與蘇大附屬兒童醫(yī)院在檢測試劑盒產品研發(fā)方面建立了協同創(chuàng)新項目的合作,也獲得了蘇州市政府的重點支持。

“本次疫情讓大家充分感受到了感染性疾病檢測的巨大市場空間,但傳統(tǒng)的單一檢測手段也暴露出了很多的局限性。協云基因定位于感染性疾病病原體的多重PCR檢測和超多重的靶向測序的研發(fā),提供感染性疾病精準醫(yī)療的產品與服務,相較于單重PCR產品無論是在研發(fā)還是注冊方面,難度都要大很多,但這代表著市場需求的趨勢�！皬場卫诒硎�。目前,協云基因正在進行Pre-A輪融資,資金將用于3-4個新產品系列的研發(fā)、注冊以及市場建設。