创科速递:生物雷达检测病原体助力对症下药

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香港经过多次传染病爆发的「战疫」,导致大量患者染上肺炎,甚至失去生命。为了治疗肺炎,海康生命科技积累二十年技术,研发出生物雷达(BioRadar),实现多靶标、可量化、快速及全自动检测病原体的功能,帮助医生「打仗」,并借此降低肺炎死亡率及缩短病人住院时间。未来通过临床及环境检测,结合人工智能及大数据,更可建立预警系统,防控疫情发生。海康生命科技创始人兼董事长于常海教授表示,肺炎是一种传染性的呼吸疾病,由多种病原体引起,治疗药物各有不同,假如医生不了解病人体内的病原体种类,即使有最好的药物,亦难以对症下药。因此研发出生物雷达,帮助医生「打仗」,推动个人治疗及精准治疗发展。他更认为,生物雷达有助解决传染病问题之余,还可说好香港生物科技的故事。

Presented by:WAW Creation


目标诊断、量化、追踪

香港曾出现禽流感、沙士、猪流感及新冠病毒等不同传染病,世卫更警告,未来可能出现一种未知的病原体,引发全球传染病大流行。海康生命科技首席医学官张安业博士表示,流感或冠状病毒可导致肺炎,引发重症肺炎及死亡风险。由于肺炎属于多种病原体感染,病情动态变化,因此诊断必须做到多靶标覆盖,掌握病原体的数量及抗药性。

目前,肺炎一般会用痰液或肺泡灌洗液进行病原体检测,张安业指出,传统的痰培养检测需时大约两天,每次检测的病原体种类少,而且无法定量,因此有机会处方错误的抗生素,令病菌产生抗药性,影响治愈机会。因此他们推出生物雷达,可早期诊断、量化及追踪病原体,实现「雷达」侦测的功能。

海康生命科技积累二十年技术打造的生物雷达,研发出独家专利的EFAD基因芯片,可检测高达441个靶标,覆盖上百种肺炎相关的病原体和耐药基因,有效分析病原体的抗药性及做到精准定量。他解释,只要在不同感染阶段进行检测,通过病原体的量值比较,即可判断治疗成效及愈后情况,避免误诊。

创科速递:生物雷达检测病原体助力对症下药
海康生命科技的研发团队打造「生物雷达」,能准确靶标病原体,助医生治疗肺炎。 (相片由被访者提供)

「床旁」诊断两小时出报告

生物雷达拥有独家专利的芯片及独制卡匣,只需将芯片装备到卡匣,便可组成检测的「试剂盒」。然后将采自病人肺部的液体样本放到卡匣, 并装置在生物雷达机器内,即可进行全自动检测,两小时

内出具一份临床报告,实现了床旁诊断的效果。张安业表示,生物雷达拥有高灵敏性及特异性,有助消除一些假阳性或假阴性情况,令检测结果更为准确,这些功能都是目前市面上基于荧光检测技术未能做到的效果。此外,生物雷达适用于城市或偏远地区,能出具标准化的高质量结果。他强调,生物雷达是临床医生心目中最佳的病原微生物检测工具,而且检测成本大幅降低,有助普及使用,减轻病人负担。

核酸免提取技术是海康生命科技的独家研发技术,研发科学家王珏博士表示,好处是可避免在提取过程中损失一些含量较少的病原体,最大程度避免病原体信息的丢失。另外,产品设有一个样品制备缓冲液(Sample Preparation Buffer),可在床旁为病人取样,再放入卡匣进行全自动化样品制备流程,样本经过多个样品制备缓冲液,最后在芯片上进行反应,便可检测病原体。未来如有新的传染病出现,亦只需为芯片进行更新,便可快速推出新产品应对市场需要。

生物雷达不仅应用在临床检测,更可用于环境检测,例如对医院内一些容易引起病原体传播的地方进行采样检测,就可以作出预警及防控作用。在各间医院设置生物雷达,更可形成传染病的监测和预警网络,有效防控疫情爆发。海康生命科技现已与内地一些呼吸道传染科的知名医院合作,获取更多数据以证明生物雷达的效能,并与内地多区的疾控中心合作进行防控。

创科速递:生物雷达检测病原体助力对症下药
创科速递:生物雷达检测病原体助力对症下药
生物雷达采取原创技术路线,实现超多重靶标、定量、快速检测及全自动操作,两小时内可出具报告。 (相片由被访者提供)

原创产品持续解难迭代

生物雷达是海康生命科技原创设计及研发,产品自家制造。研发科学家叶羽博士表示,他们选择的技术路线与市场现有产品不同,市场一般采用荧光标记PCR技术进行检测,受光谱限制最多只能检测六七个病原体,而他们原创的芯片,能一次过进行数百个病原体检测。过程中投入了大量时间进行探索及优化,才能达到理想效果。

产品经过多次更新迭代,最新版本体积轻巧,功能更完备。首席工程师徐立伟表示,产品涉及多项原创性的基础研发,例如材料、加工制作工艺及各种实验方式等。当中又会面临很多稳定性问题,有些问题会忽然出现,影响整个实验结果,虽然出现机率不高,但在医学产品而言,这种小概率也不能容许,因此工程团队一直在「捉鬼」,找出原因及杜绝问题发生。