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同济大学教授创业,仅用4ml血液实现100多种癌症筛查
来源:张通社 | 作者:travel-100 | 发布时间: 2023-07-11 | 676 次浏览 | 分享到:

“当时同济大学纳米医学研究院的很多老师都觉得这种想法太大胆了,几乎没有成功的可能。”致慧医疗创始人、董事长陈炳地告诉张通社。


陈炳地口中的想法是用仿生材料模拟出粒细胞识别癌细胞的功能,从而快速对外周血的CTC(循环肿瘤细胞)做出评估和判断。这种当年不被认可的创新概念经过致慧医疗研发团队十余年的不断尝试后终于变成现实,PETCTC®检测技术由此而来。


作为一种全球独创的新型CTC检测纳米技术,PETCTC®检测技术适用于绝大多数癌症,包括实体瘤和白血病,能够帮助病患更早发现体内潜藏的恶性肿瘤,从而尽快为下一步的癌症治疗做准备。


创立于2010年,这个源起于同济大学医学院的原创科研项目在学校内多位教授、博士的带队下曾辗转多地,最终在今年6月以创新科技企业的身份落户上海。


几日前,在致慧医疗上海总部落成庆典上,张通社见到了既在同济大学任教,又为公司创始人的陈炳地。张通社与他聊了聊关于原创创新技术—PETCTC®检测技术幕前和幕后的故事。


致慧医疗创始人 陈炳地教授


以下为采访实录(略有删减):


1

无心插柳,用“纳米糖”捕获循环肿瘤细胞



张通社:致慧医疗刚开始是同济大学的一个研究项目,从项目发起到公司成立,您如何组建团队?团队目前共有多少人?


陈炳地:目前团队一共有58人。坦白讲,我刚开始做CTC检测技术也算科研上的无心插柳。我们团队组建自2010年,这是我到同济大学读博士后的第一年,也是崔征教授(现任致慧医疗首席科学家)被同济大学聘为讲座教授的第一年。崔征教授在肿瘤领域研究多年,拥有自己一些独特、创新的想法和理念。


最开始,崔教授发现了人体里免疫细胞——中性粒细胞的抗癌功能。这种细胞非常特殊,它是人体内含量最多的一种天然免疫细胞,以其抗感染、能识别细菌和病毒的功能为大家熟知。当时,崔教授首次提出它还具有抗肿瘤的功能。于是,我们就想模拟粒细胞的功能设计一种仿生纳米材料,这种纳米材料将可以被运用于识别各种病原体。


基于这种想法,我们设计出了纳米探针,并把其应用到了CTC检测,最终发展成了PETCTC®检测技术。


当年,同济很多老师都觉得这种识别肿瘤的想法不可思议,几乎没有成功的可能,但我和崔教授还是抱着试试看的态度,最后发现这种技术的效果非常好。


张通社:您能具体讲讲PETCTC®检测技术的原理吗?


陈炳地:刚才讲了我们的纳米探针是模仿粒细胞的功能。粒细胞之所以能识别包括细菌、病毒、肿瘤在内的各种病原体,最主要是它利用了病原体的糖代谢差异,我们的PETCTC®检测技术也是基于糖代谢差异去做肿瘤的识别和捕获。


要知道肿瘤细胞比正常细胞摄取葡萄糖的量更高,高达20倍到30倍。我们设计的纳米探针,你可以形象把它理解为一块“纳米糖”。“纳米糖”进入血液后,肿瘤细胞就会高量摄取这种“糖”,比正常细胞要高很多。


因为我们的纳米探针内核是带磁性的,在它被高量摄取后,研究人员能通过磁力的差别非常有效地、广谱性地把肿瘤细胞跟正常细胞区分开,这是PETCTC®检测技术的基本原理。


张通社:现有的CTC检测技术主要存在哪些问题?PETCTC®检测技术做了哪些改进,以及具备怎样的优势?


陈炳地:目前,整个CTC检测领域最大的挑战是以往的检测技术对血液中的CTC捕获率非常低。由于整个CTC没有完全统一的靶标,所以现在不管是用生物学方法,还是用物理学方法(通过大小、密度检测CTC),总会漏掉一些肿瘤细胞,最终导致CTC检测效率较低。此外,一些临床现有的技术方法,比如负向富集法、留置针式在体捕获法等,它们实际的捕获率也不高。


其实,整个行业门槛就卡在这里。如何真正高效地、广谱性地把循环肿瘤细胞捕获出来是整个领域现在最大的瓶颈。


PETCTC®检测技术能最大限度地解决这个问题。


第一,我们利用糖代谢的差异,这是一个广谱性的差异,我们仅需4毫升外周血,即可对100余种已知癌种和白血病进行指标评估,PETCTC®检测技术的捕获能力比一般捕获技术可提升10倍多。


第二,我们开发的磁性纳米探针能够最大限度地保证细胞的活性。科研人员通过磁吸附力的方法把细胞从血液中捕获出来后,还可以继续培养细胞,做进一步鉴定。


如果肿瘤细胞具备活性,那么PETCTC®检测技术就拥有更大的潜在应用空间。我们能够鉴定癌细胞表面有哪些特殊的抗原或突变靶点,可以用哪些靶向药进行治疗;也可以对捕获的癌细胞进行再培养,这可为后续的癌症治疗提供很多有用的素材,也是整个CTC检测技术最大的价值。


2

跨越死亡之谷,

他坚持把突破性创新技术产品化



张通社:在研发团队不断攻坚技术的过程中,有哪些令您印象深刻的事情?


陈炳地:我觉得两件事比较有意思。


第一件事是,最开始我们学院(同济大学纳米医学研究院)大部分老师听了崔教授的想法后都觉得不可能,他们认为这种研究过于大胆,很多人都放弃跟崔教授进行合作。后来,院长找到了我,我是第三波被院长询问是否有合作意图的老师。


所以能和崔教授开展合作,可以说是机缘巧合,阴差阳错就凑到一块去了。一开始,我们也不确定能否做出可识别肿瘤细胞的纳米材料,但经过几年的概念验证和技术尝试后,我们把一开始公认不可能的事情变成了可能。


一些原创的发现往往都是这样,刚开始不被大部分人认可,后来反而实现了突破性创新。


另外一件事是,在我们整个研发过程中,团队成员因为技术路线的方向产生了分歧。团队一些成员觉得检测血液所含CTC的流程非常复杂,技术难度极大,产品化几乎不可能,所以我们应该只做检测服务,大量培养操作人员。


但我一直坚持要把PETCTC®检测技术产品化,从技术到产品,这是必经之路。我们投入了大量时间和精力去把复杂操作流程产品化。


张通社:请您简单介绍一下目前已经开发出的和在研的产品,以及这些产品如何配合使用?


陈炳地:我们研发的产品有PETCTC试剂盒、PETUTC试剂盒、CTC分选仪、自动拍片成像仪以及AI智能读片系统,这几款产品主要基于PETCTC®检测技术。今年5月,我们已经拿到了CTC分选仪的一类证。

CTC分选仪与自动拍片成像仪


整体流程是这样的:我们通过CTC分选仪配合相应的检测试剂,把血液里的目标细胞(肿瘤细胞)富集出来,再通过自动甩片染色,把目标细胞涂在玻片上进行染色。之后借助自动拍片成像仪,把玻片的图像做成一个个数字化的照片,然后用AI智能读片系统对照片中的目标细胞(肿瘤细胞)进行进一步筛选,最后人工复核确认并且签字出报告。


张通社:除了CTC分选仪外,其他两款检测设备分别处于哪个研发阶段?


陈炳地:自动拍片成像仪预计半年左右会拿到二类证,我们这款产品的注册检验刚刚做完,现在正准备注册报证。AI智能读片系统目前仍在开发中,开发这个系统的周期比较长,所以我们暂时不会去单独报证,而是先配合自动拍片成像仪使用。未来,我们规划给这款产品报AI软件二类证或者三类证。


张通社:未来,PETCTC®检测技术及其相关产品进入市场后,它们能够适用于哪些场景?


陈炳地:当前这个技术主要用于肿瘤预后,包括手术前后的评估、化疗的疗效评估以及复发转移的预警。


在术前,通过对外周血的检测,医护人员可以评估是否要给病患做新辅助化疗;术后,通过CTC检测可评估患者身体里残留的癌细胞和微小病灶的情况,为接下来的药物辅助治疗做准备。


其次,PETCTC®检测技术也可用于化疗疗效的评估。现在化疗疗效大多通过影像学方案,经过3个疗程或者6个疗程后评估一次,基本就是将近3个月或6个月后才能评判用药是否合适。这种长周期的评估对患者身体伤害非常大,也浪费了患者宝贵的治疗时间。


而我们的检测可以清晰看到外周血里肿瘤细胞数量的变化,在病患用药一两周之内快速评估药物是否有用。如果肿瘤细胞数量下降,那么就证明药物可以继续使用。反之,就要考虑换药。


另外,CTC作为肿瘤复发转移的种子,也是微小残留病灶(MRD)的最小单元,因此,通过PETCTC®检测技术可以更加快速、准确评估肿瘤的复发转移风险,提前干预,提高癌症患者的生存期。


未来,PETCTC®检测将会进一步拓展应用于癌症早筛、肿瘤良恶性辅助诊断、药物精准治疗伴随诊断等更多领域。


张通社:PETCTC®检测技术对技术检测人员的能力是否有要求?需不需要专门培训检测人员?


陈炳地:我们研发团队这几年一直努力的方向就是实现技术的产品化,让技术不再高度依赖检测人员,实现从检测流程到鉴定结果的自动化。


我们正在开发的这些自动化设备和人工智能图像识别系统,能初步筛选出外周血中大部分肿瘤细胞。筛选之后,再人工做一个复核,这样既提高了效率,也降低了人为判断的偏差。


3

把“肿瘤治疗”变成“慢病管理”,打造“检、诊、治、养”一站式服务



张通社:致慧医疗提出打造“产学研医”生态闭环,请您简单介绍一下什么是“产学研医”生态闭环?


陈炳地:我们这个项目(致慧医疗)确实是比较典型的一个科研成果转化项目,尤其是医疗这块非常重视“产学研医”这四部分的连接。


一个初创项目,首先一定要有研发平台,同时还得有医学临床配合验证。在初步验证以后才能真正开始产业化,要“产”这块的投入和配合。


所以整个“产学研医”就涉及到了企业、高校,政府以及医院四位一体的互相协作。这几年国家层面、高校层面都在推行一些新政策,服务于“产学研医”系统。


张通社:致慧医疗为建设“产学研医”生态闭环做了哪些努力?


陈炳地:致慧医疗其实也算相对较早沿着“产学研医”这条路径探索下来的一个案例,我们希望能够把这个案例复制出来。


我们在自己的研发大楼里专门留出一层楼,作为公共孵化平台,设立孵化平台的目的是为了能够孵化出更多的“产学研医”项目,包括同济医学院老师的一些项目,也包括跟致慧医疗相关的上下游产业链的初创项目。


我们希望这个平台能够帮它们完成从医院端、学校端到产业端的过渡。


张通社:您曾在采访中提到致慧医疗希望将治疗肿瘤的过程打造成“慢病管理”模式,组成“检、诊、治、养”全流程闭环服务平台,请您详细介绍一下在检、诊、治、养这四个阶段,致慧医疗将发挥何种作用?


陈炳地:我们现在落地转化的CTC检测项目其实只是一个关于“诊”的项目。


在“检”(早筛)的方面,团队正在研发“免疫功能评估”的系统检测方法,之后会慢慢把它转化出来;在“治”这一块,我们研究团队正在探索一种全新的细胞治疗方法;在“养”这一部分,我们也有自己精准营养抗癌的一套新评价方法跟技术。


将来,我们希望能通过早筛查、早诊断,帮助患者更快确定治疗癌症的方法。在治疗结束后的长期康复中,我们计划通过精准的营养管理指导肿瘤病患进行长期的营养康复。这样就有可能把肿瘤变成“慢病管理”模式,即早发现、早干预、早治疗,长期跟踪康复,做成一个“检、诊、治、养”的闭环。


张通社:您对“检、诊、治、养”一站式服务的商业模式有哪些构想?


陈炳地:其实我也考虑了很多商业模式去打造这种一站式服务。


一些康养机构、康养小镇找过我们公司,探讨是否可以合作。比如说,癌症患者进入这类康养小镇后,我们会给他提供治疗方案,进行定期检测,搭配精准营养配方,帮助患者尽快恢复。等患者回家后,他们可以继续按照原有的营养配方自我护理。与此同时,我们也会对患者实施动态监测评估。


这种服务要跑通需要花费大量时间。所以我们初步的想法是至少先把与“检、诊、治、养”这4块相关的技术转化出来。


目前在“诊”这块,我们以PETCTC®检测技术为主;在“检”(早筛)这块,我们会尽快把免疫功能评估技术转化出来;在“治”这块,我们在研的细胞治疗方法正在上海一些医院做临床试验;在“养”这块,我们在实验室已经做了非常多的探索,也摸索出一套营养抗癌的方案。


张通社:经过几次搬迁后,致慧医疗为什么最终选择把总部设立在上海市?


陈炳地:一方面,我们希望公司能够落户在一个政策支持完备的地方;另一方面,我们比较看重配套产业的成熟度。之前团队也看过全国很多地方,上海政府对初创“硬科技”企业的支持力度非常大,上海生物医药产业发展的成熟度也很高。


致慧医疗上海总部


致慧医疗作为同济大学和普陀区战略合作的首发项目,普陀区政府给予了大力支持。而且作为率先进入普陀区生命健康板块的企业之一,我们有先发优势。


张通社:落户上海后,致慧医疗下一步的发展规划?


陈炳地:将来,我们希望继续推进现有产品管线,包括刚才提到的跟CTC检测相关的智能设备和AI系统的开发,也包括基于CTC的一些靶点的检测,伴随诊断试剂的开发以及CTC的体外再培养平台。


此外,我们还将基于致慧医疗公共孵化平台的项目,协助培育出一批跟我们比较相关的上下游企业。




文字:菅伊哲   编辑:刘程星