空前活跃的科技创新,为人类健康带来了新希望。
日前在北京中关村医学工程转化中心园区举行的第三届北京国际医学工程大会暨国际医药人工智能大会上,微纳米机器人、异体CAR-T等前沿科技项目,让人们对未来医药学的发展充满期待。
微纳米机器人 助力精确诊疗
面对心脑血管疾病、癌症等重大疾病威胁,如何实现精确检测?这是北京航空航天大学副教授、北京小乔机器人科技发展有限公司首席专家冯林及其团队正致力解决的问题。
“微纳米机器人有望进入人体血管、自然腔道中,实现疾病检测,进行超微创介入手术,真正实现靶向治疗。”冯林说。
微纳米量级是肉眼无法识别的领域,比一根头发还细。“微纳米机器人主要分成两类:一类是本身体积极小;一类是可以实现微米纳米级别的精密操作。”冯林介绍说,微纳米机器人在推动转基因、克隆细胞、超微病情检测、血栓和癌细胞清除以及精准药物输送方面,具有重大科学意义和广阔应用前景,为未来解决人造器官组织问题提供了一种方案。
冯林展示了北京航空航天大学正在做的研究:利用磁性纳米颗粒材料对细胞进行浸染后,通过外加电磁场,精确地把磁性纳米颗粒携带的药物输送到人体当中,在肿瘤放化疗过程中,可减轻患者的痛苦和药物副作用。冯林团队还利用磁性材料制作了小“章鱼”,将其注入血管中,利用电磁场控制,使其在人体内部腔道中游动,完成对心血管壁血栓等异物的“打捞”工作。
据介绍,冯林课题组研发的胶囊机器人已经上市。利用无线充电和VR(虚拟现实)、AI(人工智能)技术,该机器人附着在人体腔道内,可实现疾病检测。
异体CAR-T “北京方案”国际领先
CAR-T细胞治疗,无疑是当今全球医药学界最热门的研究领域之一。CAR-T治疗白血病,可达到80%~100%的缓解率,对淋巴瘤的有效率也在75%~85%之间。目前美国FDA已经批准两个CAR-T药物。我国在这一领域的突破性进展——异体CAR-T细胞治疗方案,获得了国际业界的高度肯定。
贝赛尔特(北京)生物技术有限公司首席科学家许中伟介绍,从细胞来源的角度,CAR-T分为两种类型:一种是自体CAR-T,T细胞取自患者本身,所以安全性较高,但有些病人因做了放化疗甚至骨髓移植后,自身的T细胞质量和数量不符合临床条件;另一种是异体CAR-T,相当于一种药物,可随时制备、储存、应用,但安全性是异体CAR-T面临的最主要问题。
2016年,贝赛尔特公司与北京大学人民医院血液病研究所合作,应用HLA(human lymphocyte antigen ,人类淋巴细胞抗原)半相合异体CAR-T(来自患者亲属的T细胞),成功治愈了一例复发性难治性急性淋巴细胞白血病(ALL)患儿。这一异体CAR-T治疗方法,被业界称为异体CAR-T“北京方案”。
业内认为,异体CAR-T“北京方案”在国际上开启了半相合异体CAR-T治疗途径,极大地解决了自体CAR-T无法应用情况下的治疗困局,使中国的异体CAR-T治疗技术处于国际领先水平。
“目前,异体CAR-T‘北京方案’已在北京几家医院开展深入研究并逐渐推广,应用患者例数不断增加。据临床反映,在现有治疗案例中,100%的患者病情得到了缓解,并发症在完全可控范围内。”许中伟说。
他认为,在药物发展史上,我国小分子药物与美国的发展差距大约是90年,大分子药物相差20~30年,但在类似CAR-T这样的第三种形态的基因与细胞药物上,我国有潜力追赶美国。“我们和美国的研发几乎同步,甚至在异体CAR-T和实体瘤适应证的开发上更胜一筹。”
以色列Sheba医疗中心肿瘤免疫研究院主任Avi Treves介绍了该中心一项全球领先的糖尿病治疗技术——微型人造胰腺技术。该技术主要针对胰岛素依赖型糖尿病患者。具体做法是,利用胰岛细胞和微型组织骨架,通过生物工程技术培育出微型人造胰腺,再通过皮下植入与血管融合,以达到长期调节血糖的目的。
中药材DNA条码 鉴定体系引关注
“2015年我陪屠呦呦教授去斯德哥尔摩领奖的时候,很多国际上的大科学家都提出这样一个问题:中医药有几千年的传承,有这么多宝贝。屠呦呦教授最先利用化学技术与传统中医药结合,发现了青蒿素。现在有这么多新技术,是不是可以应用到中医药领域,产生更多研究成果呢?”中国中医科学院中药研究所所长、世界卫生组织传统医学合作中心主任陈士林说,“事实上,我们应用现代科学技术,特别是创新技术,已经产生了非常多的成果。尤其是近10年来,基因组学的发展为传统医药研究打开了一扇新窗户。”
陈士林研究团队利用基因组学技术,创造性地建立起中药材DNA条码鉴定体系,从而打开了探秘中药的新窗口。
针对中药材中混伪品现象,传统的显微、理化鉴定方法很难鉴定到物种,当药材被打成粉末后更难鉴别。对此,陈士林研究团队为每种中药材建立了基因“身份证”,只需取黄豆大小的样品进行DNA测序,就可以鉴定中药材的来源和物种。
DNA条码鉴定法不受外界环境因素的影响及样品形态和材料部位的限制,是中药分子鉴定方法学上的创新。据了解,中药材DNA条码鉴定体系已被纳入《中国药典》,并吸引了英国和美国药典委专家前来学习、洽谈合作。该体系已在国内得到广泛应用,现已应用到中成药鉴定中。
“我们已经完成100多个中药材基原物种的核或细胞质基因组图谱,构建了核心基因库。”陈士林说,他们的研究团队去年完成了人参基因组测序,同时还研究了人参中的有效成分——人参皂苷合成的关键基因,这将有力促进分子育种工作,并有助于解决人参种植中的土地轮作问题。此外,卷柏基因组的发表,为抗旱药材研究打下了基础;全球第一个菊花全基因组的发表,是用Nanopre时代测序完成的第一个复杂度高的大基因组工作,引起了业内高度关注。(记者 王泽议)