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开发共性生物技术 为医学产业发展作出贡献——北京市理化分析测试中心《医用核酸与免疫学若干检测关键技术研发与应用》
发布时间:2019-07-05 12:00

编者按:北京市理化分析测试中心《医用核酸与免疫学若干检测关键技术研发与应用》是我院2018年优秀科研成果之一。先进共性生物技术是关系到生物行业技术发展和技术升级的关键技术,可提升产业的技术水平、产业质量和生产效率。本研究通过开展医学共性生物技术的研究与应用转化,为科研院所的医学理论研究和企业的产品开发提供技术保障,为我国医学产业发展作出贡献。本期我们对其研究成果进行摘要介绍。

国家《十三五科技创新规划》在第五章构建具有国际竞争力的现代产业技术体系中提到要加快推进前沿共性生物技术,提升我国生物技术前沿领域原创水平,抢占国际生物技术竞争制高点。共性生物技术衔接了生物基础理论研究与企业面向市场开发的专用技术这两个方面,因此该技术的发展可对整个生物产业的技术水平、产业质量和生产效率发挥迅速的带动作用,具有巨大的经济和社会效益。

北京市理化分析测试中心作为公益性大型综合分析测试机构结合自身特点,自2014年开始开展共性医学生物技术研发与转化工作,旨在为京津冀地区民生健康、医疗卫生、生物科技提供科技支撑和技术服务。发展至今,理化中心在医用核酸与免疫学检测领域开发了一系列新型、共性、实用生物技术。

建立了适用于痕量物证的法医基因组学新一代测序技术,实现对涉案人员年龄、地域来源等特征的精准刻画。目前现有法医DNA分析仅能实现被动比对,然而在法医实际案例中需要对个体特征如年龄、群体来源等信息进行预测,然而传统DNA分析检测不能满足个体特征刻画的要求,团队建立了利用DNA甲基化、microRNA等多种生物标记物协同分析的方法,实现了基于法医基因组学的个体的年龄和群体来源精准刻画。

建立了无创、高灵敏、痕量循环肿瘤DNA数字PCR肿瘤标记物检测技术。该技术一方面提高了肿瘤标记物低频突变检测的灵敏度,可以实现低至1%的突变频率的精确定量;另一方面,此方法是一种液体活检方法,样本采集无创并且简便易得,不仅可以降低组织活检对肿瘤患者带来的危害,而且便于实时监控病情发展,药物疗效等。

基于单核苷酸多态性的核酸质谱个体化安全用药检测技术,可实现150余种药物安全评价。基于核酸质谱分析平台,针对性开发了如儿童常用药、高血压用药、糖尿病用药、胃肠道用药、抗凝血用药、风湿及痛风类用药、中老年常用药等科学用药基因检测方法,可指导临床针对特定的患者选择合适的药物和给药剂量,实现个体化用药,从而提高药物治疗的有效性和安全性,防止严重药物不良反应的发生。

建立了基于体外细胞培养及监测技术的医疗器械评价方法。实现了样本的细胞毒性精确定量分级,实时监控细胞发生变化的全过程,准确评估毒性最强参数,为医疗器械新产品开发提供科学的参考数据。大部分医疗器械开发企业不具备配套生物学评价技术平台及能力,本团队基于体外细胞培养及配套监测平台(活细胞工作站,流式细胞术等),建立了包括浸提法,直接接触法,非直接接触法(琼脂扩散法、滤膜扩散法)在内的体外细胞毒性评价技术,可完成包括薄膜,海绵,导管,支架,螺钉,骨板,膝关节假体等不同类型医疗器械产品体外细胞毒性评价。

建立了基于生物桥免疫学快速检测技术,可提高灵敏度10倍以上、减少抗体用量20倍。以抗体抗原特异性结合为基本原理,利用磁性微粒、彩色乳胶作为信号标志物,进行免疫学检测技术研究。在该项目的研究中开发了以生物桥抗体偶联技术。该技术可使抗体的功能区充分暴露,且使抗体远离标记物,一定程度降低空间位阻。检测线的位置固定生物桥后,由于生物桥与抗体的结合亲和力更高,在层析时生物桥与抗体的结合效率更高,从而提高检测灵敏度,降低检测成本。

基于以上共性生物技术,针对不同的研究领域衍生出了近百项生物分析技术。北京市基因测序和功能分析工程技术研究中心北京市理化分析测试中心司法鉴定所的相继成立使理化中心又跨上了一个新的台阶。

为了使开发的共性生物技术能够顺利进行转化,理化中心坚持以需求为导向、研发新技术,以企业为支撑、孵化新产品,以培训为媒介、推广新技术,以交流为目的、拓展新思维的工作思路。通过以上工作的实施,提升了知名度,促进了科学研究与市场需求的结合,取得了较好的经济效益和社会效益。

理化中心近五年来承担国家、省部级科研项目13项。发表论文27篇,获授权专利5项,出版专著3部。为近百家科研院所、医院和企业提供医学共性生物技术服务,产生直接经济效益1300余万元。法医基因组学研究成果已在司法实战中推广应用,为提升我国公共安全和维护司法公正提供有力科技支撑。通过理论联系实践开展共性生物技术培训42期,培训近2000人次。参与制作科普节目15期。执行科技创新券及小微企业孵化项目,为57家北京市小微企业提供共性生物技术服务。