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體外診斷是一個技術(shù)驅(qū)動型產(chǎn)業(yè)，隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新，基因測序、POCT 等行業(yè)發(fā)展前景廣闊。本次論壇的突出亮點是來自海內(nèi)外的技術(shù)大咖帶來的進展與應(yīng)用，為產(chǎn)品創(chuàng)新及研發(fā)提供了的機會。
微流控芯片，高通量技術(shù)，單細胞測序，CTC循環(huán)腫瘤細胞，納米醫(yī)學，ddPCR技術(shù)，單分子免疫陣列技術(shù)(SiMoA)，ctDNA，質(zhì)譜檢測，大數(shù)據(jù)，人工智能等等技術(shù)成果與應(yīng)用案例紛紛亮相。
微流控芯片技術(shù)
微流控芯片，又稱為芯片實驗室（Lab on a Chip），是指在幾平方厘米或更小的芯片上構(gòu)建的微型化、集成化、自動化的化學、生物學實驗平臺圖。通過微流控芯片，實驗人員可以一塊微米尺度的芯片上完成化學實驗室中取樣、預處理、反應(yīng)、分離和檢測等功能，并自動完成分析。微流控芯片擁有體積輕巧、使用樣品及試劑量少，且反應(yīng)速度快、可大量平行處理及可即用即棄等優(yōu)點。
微流控技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括以下幾個方面：
基因檢測：基因檢測是微流控芯片應(yīng)用zui早的領(lǐng)域。經(jīng)過近年來的發(fā)展,微流控分析芯片在基因檢測方面的研究已經(jīng)發(fā)展到復雜基因序列PCR擴增檢測和基因測序。
蛋白質(zhì)分析：利用微流控分析芯片系統(tǒng)對蛋白質(zhì)樣品進行分析,其分析步驟均可以在幾平方厘米的分析芯片上進行,能夠有效地減少分析過程中人為因素造成的干擾。另外,微流控芯片檢測技術(shù)所需要的試劑及反應(yīng)物的量均較少,對于一些微量蛋白質(zhì)的檢測，減少實驗中貴重試劑的消耗。
細胞學應(yīng)用：細胞學的研究在探索生物學進程方面有很大的實用價值。由于微流控分析芯片中微通道尺寸非常微小,相對于細胞的微小尺寸,微流控芯片則更加適用于操控單細胞。快速的細胞分析在生物學、醫(yī)學和藥物篩選中均具有重要的意義。
清華大學林金明教授，在報告中將總結(jié)藥物研究中微流體裝置和技術(shù)的進展和發(fā)展，討論微流體系統(tǒng)在藥物發(fā)現(xiàn)過程中的應(yīng)用，并將分別介紹二維（2D）細胞培養(yǎng)、三維（3D）細胞培養(yǎng)、器官芯片和全生物芯片等新興領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，隨后討論這些技術(shù)在藥物開發(fā)過程的應(yīng)用以及我們組開發(fā)的芯片-質(zhì)譜平臺用于藥物發(fā)現(xiàn)的進程及優(yōu)勢。
納米生物技術(shù)
生物大分子以納米尺度存在，單分子檢測就離不開納米科學。納米醫(yī)學是納米科學研究的重要新興領(lǐng)域，是世界各國優(yōu)先發(fā)展的與人類健康密切相關(guān)的交叉學科研究前沿領(lǐng)域，充滿了科學創(chuàng)新的機遇與挑戰(zhàn)。
體外診斷技術(shù)中，無論是大型自動化的診斷系統(tǒng)還是便攜的即時檢驗系統(tǒng)，都有賴于如下幾方面的關(guān)鍵技術(shù)：（1）的生物樣品處理與生物分子富集技術(shù)；（2）適于自動化或微量樣品處理的生物反應(yīng)載體；（3）的免疫反應(yīng)或核酸擴增的反應(yīng)體系；（4）集成化的檢測儀器平臺或便攜式檢驗系統(tǒng)；（5）對于多指標檢測則需要有效的反應(yīng)編碼體系。近年來納米技術(shù)的出現(xiàn)為上述關(guān)鍵技術(shù)的進步提供了強有力的支撐，納米材料不僅可以提供巨大的表面積用于生物樣品處理與生物分子的富集，而且超順磁性的納米載體可以方便地實現(xiàn)反應(yīng)過程操作的自動化或微量樣品的處理，基于納米顆粒編碼技術(shù)的懸浮芯片更是代表了多指標檢測的未來。
來自上海交通大學生物醫(yī)學工程學院，古宏晨 教授將在“新型納米檢測工具及其在醫(yī)學中的應(yīng)用”面向分子診斷、免疫診斷、即時檢驗及多指標檢測的應(yīng)用進展現(xiàn)狀。
來自中科院國家納米科學中心胡志遠研究員，將分享循環(huán)腫瘤細胞CTC納米檢測技術(shù)在液體活檢。如何利用納米微流控技術(shù)，研究這一可能改變未來疾病檢測與治療的診斷方法，使之用于惡性腫瘤的早期診斷，用藥，便是本次發(fā)言的重點。
第三代單分子測序技術(shù)
第三代單分子直接測序技術(shù)無需進行PCR擴增，可直接檢測單個DNA分子，避免了由PCR擴增引入的錯誤和偏好性問題，同時也極大簡化了樣本處理和測序步驟，縮短測序周期。在應(yīng)用拓展方面，基于第三代單分子測序平臺的直接靶向測序技術(shù)及直接RNA測序技術(shù)等也為臨床應(yīng)用帶來更多可能。
瀚海基因顏欽總，報告中將介紹第三代單分子直接測序技術(shù)（Single Molecule Direct Sequencing）的工作原理、技術(shù)特點以及在分子診斷領(lǐng)域的應(yīng)用方向和優(yōu)勢。
北京大學生物動態(tài)光學成像中心文路研究員，演講內(nèi)容為“肝癌與結(jié)直腸癌的循環(huán)游離DNA甲基化組及單細胞多重組學分析”。單細胞三重組學測序技術(shù)（scTrio-Seq），從一個單細胞中同時獲取基因組拷貝數(shù)變異、DNA甲基化組和轉(zhuǎn)錄組三層面組學信息，將介紹 scTrio-Seq在單細胞多組學水平分析肝癌與結(jié)直腸癌腫瘤異質(zhì)性的研究進展。此外團隊建立了一種甲基化CpG短串聯(lián)擴增與測序技術(shù)（Methylated CpG Tandems Amplification and Sequencing，MCTA-Seq）。它能夠?qū)ν庵苎h(huán)游離DNA甲基化組進行高通量測序分析。該技術(shù)可以在一個反應(yīng)中同時檢測到近九千個超甲基化CpG島；檢測下限可低至1~2個細胞的基因組DNA。MCTA-Seq技術(shù)在肝癌與結(jié)直腸癌無創(chuàng)早期診斷中的研究進展。
大數(shù)據(jù)與人工智能
美國加州大學（洛杉磯）醫(yī)學院病理系正教授周向紅教授，EarlyDiagnostics公司的創(chuàng)始人。她的團隊發(fā)明了液體活檢，大數(shù)據(jù)整合，和基因網(wǎng)絡(luò)分析領(lǐng)域的多種工具。在3月9日的報告中她將帶來團隊的成果CancerLocator。不僅能準確地從血液中的cfDNA檢測到癌癥，而且可以定位腫瘤的位置。它使用全基因組DNA甲基化數(shù)據(jù)同時推測血液樣品中從腫瘤細胞釋放的DNA的比例和組織起源。 CancerLocator在模擬和真實數(shù)據(jù)上都顯著優(yōu)于兩種流行的多類分類方法（支持向量機和隨機森林）。 CancerLocator 在低測序深度的DNA甲基化數(shù)據(jù)中也取得有很好的預測結(jié)果。 可以很好地識別早期肝癌患者和肺癌患者。在zui近在實驗技術(shù)和計算技術(shù)上的新進展進一步加強了CancerLocator在癌癥檢測上的精度和廣度。
腫瘤免疫治療被認為是近年來癌癥治療手段中zui有希望的方法之一。免疫檢查點抑制劑（immune-checkpoint blockade）通過解除腫瘤細胞對免疫細胞的抑制通路，激活免疫細胞消滅腫瘤。雖然免疫檢查點抑制劑在多類腫瘤治療中表現(xiàn)出了令人振奮的臨床效果，但在實際應(yīng)用中仍然會出現(xiàn)響應(yīng)率低，個體化差異大等臨床問題。如何基于特定的biomarkers以及計算模型，對于腫瘤患者進行有效的個體化的免疫檢查點抑制劑的療效預測，是該類腫瘤免疫治療的關(guān)鍵問題之一。
同濟大學生命科學與技術(shù)學院的劉琦教授，在報告中將系統(tǒng)探討了腫瘤免疫檢查點抑制劑療效預測的相關(guān)計算生物學問題。基于高通量測序數(shù)據(jù)，構(gòu)建一站式AI模型（one-stop AI model）進行腫瘤免疫抑制劑療效預測的計算框架，該計算框架將有利于整合現(xiàn)有的多類biomarkers進行療效預測，以及基于已知樣本挖掘潛在的新的biomarkers。基于上述分析，研究者進一步指出了免疫抑制劑療效預測領(lǐng)域若干重要的計算研究方向。
單分子免疫陣列技術(shù)（SiMoA）多重檢測技術(shù)
SiMoA是目前zui靈敏的免疫分析方法，類似于傳統(tǒng)的酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA），但較ELISA的靈敏度提高了1000倍。因為在ELISA檢測法中，標記酶所產(chǎn)生的熒光會在大范圍內(nèi)發(fā)散，無法檢測低濃度的微量物質(zhì)；而SiMoA則巧妙地使用了飛摩爾水平的反應(yīng)室陣列，可對單個分子進行捕獲檢測并控制熒光發(fā)散，使得檢測精度大大提高。如果將ELISA形象比作電視機的模擬信號，SiMoA的分布式陣列則是更清晰更先進的數(shù)字信號。
SiMoA的檢測精度達到了飛摩爾的水平，可與金標準的核酸PCR相當。而核酸PCR成本昂貴，SiMoA則很好地融合了核酸PCR的靈敏度和ELISA的簡單易用。多重檢測的SiMoA實現(xiàn)后，表明其有望與當紅的多重PCR同臺競技，在疾病早期檢測、血篩、新藥研發(fā)等領(lǐng)域發(fā)揮更大影響。
這項技術(shù)的持有者Quanterix公司，科學和醫(yī)學顧問Andreas Jeromin屆時將介紹其在Biomarker領(lǐng)域的應(yīng)用。Quanterix公司成立于2007年，是典型的技術(shù)初創(chuàng)型企業(yè)，目前只有數(shù)十名員工。雖然不太起眼，但它的技術(shù)創(chuàng)始人卻同樣是Illumina公司的技術(shù)創(chuàng)始人。公司目前由VC資金支持，其支持者包括了貝恩資本、國家癌癥研究所、生物梅里埃，以及專門獵取技術(shù)的、隸屬于美國CIA中情局的風投企業(yè)In-Q-等。
液體活檢CTC檢測樣品處理
目前的液體活檢主要以血液中ctDNA／RNA、CTC（循環(huán)腫瘤細胞）及Exosomes（外泌體）作為腫瘤診斷的生物標志物， 全面的液體活檢還應(yīng)該包括血液以外其他體液，如尿液、唾液、胸腔積液、腦脊液中的腫瘤衍生的信息。液體活檢的臨床價值基于指標臨床相關(guān)性和檢測分析技術(shù)的靈敏度和特異性。
美國喬治城大學醫(yī)學院病理系劉學鋒教授，報告內(nèi)容“Real Time Functional Analysis: Culturing Cancer Cells from Liquid Biopsies for Precision Oncology”。如國內(nèi)外發(fā)展了很多基于不同原理的CTC富集和鑒定的方法，但是一直缺乏一種富集活的腫瘤細胞并能培養(yǎng)作實時功能性分析的方法。報告將闡述如下內(nèi)容：1. 尿液癌細胞的富集和培養(yǎng)，腫瘤相關(guān)基因突變的鑒定對于膀胱癌病情復發(fā)或療效檢測的意義；2.尿液癌細胞藥敏試驗對患者個體化治療的指導價值；3. 胸水癌細胞的富集和培養(yǎng)對晚期肺癌病情監(jiān)測的價值；4胸水癌細胞藥物敏感試驗指導治療的實例報告；5。 前列腺癌和乳腺癌患者血液CTC的富集和培養(yǎng)技術(shù)；6. CTC的鑒定和藥敏試驗。
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