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珀金埃尔默:助力分子-细胞-活体的多维度生命科学研究

2020-9-16 12:06

——采访珀金埃尔默生命科学事业部大中华区总经理刘疆

  分析测试百科网讯 2020年9月5日,ING 2020第三届免疫及基因治疗论坛在上海召开。本届会议上,分析测试百科网采访到珀金埃尔默生命科学事业部大中华区总经理刘疆。火热的细胞治疗领域涉及哪些关键流程,这些流程中需要哪些方案,未来有怎样的发展趋势?新冠疫情给生命科学领域带来了哪些新的挑战和机遇?相信刘疆的详解将带我们更进一步地认识热点、认识新冠,以及珀金埃尔默从分子、细胞、动物到组织成像的全套解决方案。

珀金埃尔默生命科学事业部大中华区总经理 刘疆

生命科学行业的领军者

  珀金埃尔默生命科学业务主要有两大板块,一是基础研究板块,包括在生命现象、细胞内信号转导、疾病发生机理等基础研究上做探索;二是工业应用板块,包括药物筛选、药物靶标的确定、先导化合物的鉴定、优化,以及成药评价等。珀金埃尔默的生命科学业务致力于帮助科研人员将基于基础研究的成果,转化成对疾病的深入研究和对药物的发现。

  上述两大板块中,珀金埃尔默在多个领域均处于业界领军地位。在分子层面,珀金埃尔默去年收购了领先的定制分析服务提供商Cisbio,珀金埃尔默原有的专利技术Alpha、LANCE、DELFIA与Cisbio HTRF技术,强强联合,可以为小分子药物与生物制药研发人员提供更完整的药物开发与筛选方案。在细胞层面,珀金埃尔默基于细胞成像分析的高内涵成像表型分析平台以及多模式读板仪,被誉为业内的金标准;在小动物光学成像领域,其市场份额更是达到70%以上。

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珀金埃尔默生命科学产品线:从基因到活体全解决方案

细胞治疗全流程解决方案

  针对免疫及基因治疗的论坛主题,珀金埃尔默带来了哪些应用和解决方案呢?刘疆在采访中谈到:“免疫和基因治疗的规模和前景都很大,这次论坛主要侧重于细胞治疗和基因治疗,其中CAR-T是热点之一。”

  调节适应性免疫疗法(如CAR-T和PD-1/PD-L1抗体)近年来备受关注。有许多学者认为诱导和移植驯化后的先天免疫有望用于治疗多种疾病,如癌症、自身免疫性疾病、心血管疾病等。

  “CAR-T应用有几个步骤,首先确定靶点,其次通过基因工程或生物工程手段构建工程化T细胞,第三是构建后的扩增,第四是扩增后要做安全性验证,最后才能做回输。基于这几个步骤,珀金埃尔默均可提供丰富的试剂、仪器以及高通量的自动化解决方案。”刘疆介绍说。

  以T细胞回输之前的有效性和安全性验证为例,研究人员需要验证T细胞是否能够有目的性地向肿瘤细胞周围富集并且能够有效起到杀伤作用,肿瘤有没有变小等。最常见的办法是构建基于小鼠的体内肿瘤模型,把T细胞输入小鼠体内,观测是否靶向到肿瘤区域,肿瘤是否变化是否缩小。用光学小动物平台能够得到直观结果,珀金埃尔默有非常成熟的体系。此外,针对CAR-T最主要的副作用即细胞因子风暴,免疫原性导致宿主跟配体的疾病不兼容等,珀金埃尔默可提供细胞因子、调节因子、细胞外分泌物的表征方案,助力CAR-T研究的进一步发展。

  刘疆介绍说:“珀金埃尔默在上海设有研发团队。我们密切关注客户需求和研究的热点,及时开发相关的试剂盒和实验方案,并不断针对后续挑战进行改进。比如此次论坛最关注的几个话题,如新靶点的确定、CAR-T治疗成本的降低,以及通用型CAR-T/CAR-NK等,我们都在和国内顶尖研究机构和生物公司紧密合作,基于我们现有优势和已有的解决方案,为研究工作提供更高通量,更低成本,更自动化的检测手段。”

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基于Nat Rev Immunol. 2012 Mar 22; 12(4):269-81改编

  PD-1/PDL-1和CAR-T及细胞治疗的应用挑战和前景

  在细胞治疗领域,PD-1/PD-L1是最近很热的一个研究方向,它探索的是如何通过药物阻断PD-1与PD-L1之间的结合,重启被肿瘤抑制的人体自身的免疫系统,从而达到治疗肿瘤的目前。“目前,市场还处于刚刚启动阶段,正在扩展其应用适应症。”

  CAR-T部分的挑战主要来自于:如何克服其副作用;如何扩展其应用范围,从比较成功的血液瘤向实体瘤扩展;以及其居高不下的成本和通用性方面的不足。未来细胞治疗商业化的挑战同CAR-T类似,也主要在于成本及通用性方面。

  谈到前景,刘疆分析道:“细胞治疗除了最热点的肿瘤之外,我们也看到有研究者提到了在抗衰老、新冠,以及艾滋病等领域使用细胞治疗技术的可能性,可见其前景十分广阔。就像CAR-T现在的工作,伴随我们对CAR-T和细胞免疫的过程了解越深入,未来的应用场景和可能性就越多。”

COVID-19:危难之前,先进技术显神威

  2020年是“特殊的”一年,新冠疫情横扫全球,截至目前,新冠肺炎累计确诊已超过了2700万例,诸多国家遭受经济重创。当问及疫情带来的影响或机遇时,刘疆说:“新冠疫情是无法预料到的,对于每个人来说,这都是挑战,所以当疫情发生时,我们首先想到的是作为医疗行业企业,我们所应当承担的社会责任。”

  今年3月,珀金埃尔默中国团队研发出的可用于临床检测和血站血源筛查的新冠病毒核酸检测试剂盒,获得美国FDA-EUA 和欧盟CE-IVD 认证。近期Nature Biotech期刊上发表的比较新冠病毒检测试剂盒的文章(The COVID-19 XPRIZE and the need for scalable, fast, and widespread testing)中,珀金埃尔默新冠检测试剂的灵敏度是其中最高的,这款产品已经向全球供应,助力海外疫情的控制。

  “核酸检测是病原微生物鉴定的金标准,珀金埃尔默有领先的全自动核酸提取及反应体系构建系统,所以疫情初期,我们就向多地疾控中心、医疗机构开展捐赠,帮助他们快速扩建核酸检测的能力。”刘疆介绍说,“比如中国医学科学院病原生物学研究所派往武汉方舱医院的紧急援鄂医疗队所使用的就是珀金埃尔默捐赠的全自动核酸提取及反应体系构建系统,帮助他们大大缩短了检测时间,减少了手工流程,保护了操作人员的安全。”

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疫情期间,珀金埃尔默向多地疾控中心、医疗机构捐赠医疗急需物资

  “针对疫情的应对可以大致分为几个阶段,首先是要快速筛选鉴定病原微生物、以及为防止进一步扩散而进行大规模核酸检测;第二阶段是抗体检测;第三阶段是抗病毒药物筛选,第四阶段是疫苗研发。”刘疆表示,“在第一、第二阶段我们均有成熟的解决方案,并通过捐助、合作等形式积极投入抗疫工作;第三、第四阶段中,我们的测序建库工作站、高内涵成像、高通量筛选以及小动物活体影像系统等科研仪器和试剂,为科研机构和药企开展抗体研究、药物筛选及疫苗开发提供强大助力。例如,我们同国家新药筛选中心化合物样品库合作进行药物筛选方面的合作,他们有个很大的经中国FDA认可的化合物库,结合我们的高通量筛选平台优势,为‘老药新用’对治COVID-19提供了新的策略。在疫情期间,我们也开通了紧急绿色通道,为中国军事科学院、复旦大学及中国食品药品检定研究院等科研机构,提供了一系列生命科学解决方案。”

   在谈到疫苗研发工作时,刘疆表示:“疫苗的关键是看人体注射后能否产生有效的抗体。抗体有很多种,我们希望产生中和抗体,能中和病原微生物,使病毒不起作用。所以我们在疫情早期便同相关政府检测机构合作,做疫苗有效性的评价体系,即评价中和抗体活性是否产生、活性如何;该评价体系基于珀金埃尔默的仪器和试剂盒建立了SOP(标准作业程序)。”

  “新冠病毒对人体的损伤可能是广泛、多器官的,因为病毒的ACE2受体广泛存在,所以其对人体的损伤也会在一定程度广泛存在。因此患者治愈后器官的修复、康复也是课题。在这些方面我们也将同研究团队合作,希望能有所助力。”

四大业务板块紧密合作

  珀金埃尔默的业务分四大板块:诊断、应用市场、食品、生命科学。刘疆说:“基于珀金埃尔默整个业务布局,我们正在加强各个业务板块之间的合作,向客户提供更全面、更有针对性的整体方案。”

  刘疆举了几个例子。在食品方面,以婴幼儿奶粉为例, “我们正在同一家国内领先的乳品企业合作,为其提供全面的婴幼儿奶粉分析解决方案。我们不仅为其提供针对微量元素、脂肪、蛋白质等的全套分析手段,还同其合作开发基于生物的评价模型,进行生物安全性评价,即构建婴幼儿肠道组织的体外类器官模型,观测配方对吸收的影响、是否有毒副作用。该项目就涉及到我们在食品、生命科学以及应用市场分析仪器领域的跨部门合作。”

  另一个例子有关环境安全评价。“一些已知生物模型,比如斑马鱼胚胎生长过程对环境里一些已知污染物很敏感,基于我们的影像平台、分析能力,除了给出环境中重金属、有机污染物的结果,还结合生物影像的解决方案,用已知生物模型得出表型上的改变数据,来观测生物样品的活性情况,几种结果相互可以验证,这是很有意义的开拓性创新。” 目前,珀金埃尔默电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和高内涵成像组合正服务于多个研究机构正在开展的环境毒理学研究中。

发展中国特色的生物医药研发方向

  谈到未来中国在生命科学领域的发展趋势,刘疆提出了三点看法:

  一是中国政府对大健康的持续重视,以及在生物医药领域不断加大的投入,正在吸引越来越多的国际一流人才加入到大健康产业中,加上中国在基础研究方面强有力的投入,这些都将进一步缩短同先进国家的差距。

  第二从应用的角度,基础研究和临床的结合会更加紧密,即所谓的转化医学。在本届论坛上,有很多人讲HLA配型,这就涉及到我们常说的科研临床化,或者临床科研化。在中国,医疗机构和临床医院都需要具备一定的科研实力,我们相信未来这方面仍会持续加大投入,基础科研将更紧密地与临床、疾病相关,开展更多基于中国种群特质的研究。

  第三是中国特色的中医药研究。中国科研对中医药的投入和关注都非常多。比如有报告讲CAR-T治疗中有些T细胞拿出来可用,有些却不可以,这和中医里的元气足与不足有相通之处。在细胞水平、分子水平上开展研究,明确细化到哪些因子会有哪些表征,这将是非常有意思的研究领域。如何使用现代的研究手段对中医药的理论和实践做出科学的解释并形成普适性的治疗方案,这会是中国生物医学独特的挑战和机遇。