暑期产业实践| 微生物课题组:肠道菌群基因测序技术的产业化应用

ON2018-08-31文章来源 8040comCATEGORY资讯

在越来越大的生活压力和越来越快的生活节奏的影响下,身体有时会给予大家一些小的警告——腹泻、厌食、恶逆、溃疡……这些小问题不至于无法忍受,却实实在在地影响日常生活,甚至可能导致更严重的疾病。而目前通常的检测手段,还难以查清楚问题的根源。于是,肠道菌群检测这一技术应运而生,它可以帮大家检测出消化道中的问题,并提供解决方案,为保持活力提供了保障。

2018年,威尼斯娱乐场【www.8040.com】iGEM(International Genetically Engineered Machine Competiiton,国际遗传工程机器大赛)队伍,也在不断进行合成生物学的研究工作。队伍“大肠杆菌中构建稳定的功能性表达体系”的课题,与肠道菌群检测技术有诸多相关之处。因此,作为本次产业实践的自设课题小组,大家最终选择了“肠道菌群基因测序技术的产业化应用”作为产业实践的题目,并邀请中国科学院上海高等研究院的孙俊松教授担任引导老师,从创业、融资、产业化、市场现状等方面探究肠道菌群产业链条的来龙去脉,并从中找到iGEM课题可以应用之处。

背景初探——上海市同济医院采访调研

为了更好了解这一领域目前的行业背景,大家在8月9日前往了上海市同济医院(上海市同济大学附属同济医院),实地了解目前已具备的相对较完善且有效的肠道菌群检测手段。

上海市同济医院是一所集医疗、教学、科研、预防为一体的三级甲等综合性医院,是上海市医保定点单位,是国家临床药物试验机构、卫生部专科医师的培训基地、上海市住院医师规范化培养和全科医师培养临床基地。

检验科李冬主任便热情接待了大家一行八人。从李主任口中,大家了解到目前医院内的检测手段主要针对确定病症存在的诊断,而很少涉及前期的疾病发生的预测。此外,由于医院的性质特殊,需要满足各阶层人士的健康治疗需要,因此采取的诊断方法对于成本的要求也很高。就大家所针对的结直肠癌诊断而言,当下最为普遍且有效的诊断,主要是大便隐血检查以及针对septin9的液态活检。前者特异性好,价格低,是目前公认的最为有效的诊断方法;后者价格相对较高,但一般患者也能接受,且即使是在术后也能进行检测,是愈后判断身体康复情况的重要手段。

大家也向李主任提出了现在逐渐闻名的、可用于检测结直肠癌的宏基因检测方法,询问这一类检测方法延伸出来的产品是否有可能在不久的将来进入医疗系统,成为一种更易被患者接受的诊断产品。李主任耐心地与大家探讨了这一类产品的优势与目前存在的缺陷,并表示这类产品的准确性仍然需要检验,当下其只能作为辅助的预测方法,但无法如现在正在投入使用的两种检测方法一样给出准确的诊断结果,因此其要想进入医疗系统可能还需要一定的时间。

李主任还带大家参观了医院实验室。在实验室里,大家看到了大量来自于患者的样本。李主任先容,医院可以接触到的大量的病例样本,这对于科研而言至关重要,可以帮助科研人员最大限度地收集不同的实验数据和结果,进而得出更为广泛普遍的结论,这对于未来人类健康发展具有重大意义。

根据此次同济医院的参观,大家收集到了大量背景资料,为后续课题的研究奠定了基础。

产业对科研的转化——上海市锐翌生物科技有限企业采访调研

8月10日,大家一行人顶着烈日,来到了位于上海市闵行区的上海锐翌生物有限企业。

企业于2014年成立,主研方向是宏基因组测序与16SrRNA测序,主要产品有常易舒?(结直肠癌早期筛查)、常易康?和常易贝?(肠道菌群检测)。锐翌生物作为本次微生物产业链的技术代表,处于风投、研发和应用三环中的第二环。大家的本次探访,旨在了解肠道微生物检测筛查手段,及其在实际生产中的应用。

第一站,同学们在锐翌生物周培明博士的带领下,参观了锐翌生物的企业学问展厅。展厅中陈列着锐翌生物自成立以来的各项重大产研成果。从周博士的口中,大家得知了常易康?、常易贝?和常易舒?的基本原理和检测过程。

随后,大家来到了锐翌生物的生产车间,见识了高通量测序技术在实际生产中的操作过程。大家发现在真正的生产车间中,精确的温度控制与超净的环境是十分必要的,只有在这样的严格要求下,检测才能够大批量、高效的进行。

最后,在会议室中,锐翌企业CEO秦楠博士接待了大家。秦博士与同学们交流了锐翌企业的当前的研究内容,以及锐翌企业的发展历程。他畅谈了他从科研领域转战高新技术企业的心路历程,从获得第一笔投资到A轮融资几千万元的艰苦奋斗,以及成功上市代表产品并占领较大市场份额的卓越成就。作为威尼斯娱乐场【www.8040.com】的企业导师,秦博士还认真询问了大家的未来生涯规划,针对每个人的实际情况提出了中肯建议,并鼓励大家积极投身于生物技术研究的事业中。

通过这半天的学习与探索,大家深刻体会到了创业的不易,了解了由技术研发到产品应用的曲折道路,理解了肠道微生物检测及肿瘤早期筛查的机理。当然,问题也是存在的,大家发现目前各大先进企业都仅仅只能提供受测者一个患病概率,这个大致的筛查结果仍不能对受测者患病与否下定论。故而,未来企业将会以最大限度的提高检测准确率为目标,力求更加完善地提供肿瘤判断标准给有需要的人们。

技术与临床的融合——上海市第十人民医院采访调研

炎炎的夏日炙烤着大地,闷热的空气令人窒息。8月10日下午,调研小组一行7人顶着酷暑的烈日,来到了上海市第十人民医院,针对“肠道菌群移植技术在医院临床中的应用”这一课题方向展开了采访调研。

在上海锐翌生物科技有限企业上海大区刘强经理的带领下,大家来到了结直肠病专科治疗区。在结直肠病专科诊室门口,大家见到了做肠道菌群移植的杨波医生。他带大家参观了肠道治疗室。通过杨医生的先容,大家发现,当收集到菌的样品后,经过一系列的工程化改造,就可以像更换零部件一样,使这些菌能够表达药物。这项工作应用了当前先进的合成生物学理念。这使大家又一次欣喜——大家找到了合成生物学的一个实际应用,这对大家推进iGEM的课题具有重要意义。

杨医生告诉大家,这些菌来源于健康人的粪便中。粪菌移植技术在医院临床应用了三年多,在中国已经使6000多例结直肠癌或肠道肿瘤患者受益。杨医生说,医学研究永无止境,粪菌移植的疗法还在不断改进中,医生们也在不断地通过分析失败案例和每一例患者的治疗效果,来改进这项技术。

之后的调研,大家采访了锐翌企业刘强经理。刘经理主要向大家先容了第十医院与锐翌企业合作的情况。锐翌企业是一家做检测的企业,能够提供专业的肠道菌群的测序服务。由于测序设备价格昂贵,医院不会自行购买,医院的测序都是请企业来做。作为一家服务于医院的企业,锐翌企业会利用测序技术,对肠道菌群进行全基因组测序或16SrRNA测序,并生物信息学的方法,对测序结果进行分析,将专业的测序报告反馈给医院。测序也是诊断肠道疾病中必不可少的环节,企业的这份测序报告,对医生的诊断和治疗具有重要的引导意义。

通过本次调研,大家了解到了肠道菌群移植技术的应用,以及企业与医院合作的方式,并充分认识到了生物基础研究对临床治疗的重大意义。

营销和技术的轻重——贝壳社采访调研

由于主攻企业孵化和pre-A投资的贝壳社地处杭州,大家无法亲自前往。但经锐翌企业的先容,大家拥有了电话采访的机会。而能与贝壳社创始合伙人范志强先生交流,则让大家大喜过望。8月17日,这次特殊的产业实践开始了。

“市场才是决定一个医疗企业能否走得远的关键因素,而不是技术。”有十余年从业经验的范总很快刷新了大家的认知。之前大家倾向于认为,科技型创业中,掌握技术的关键人应该是企业的掌舵人、大股东,因为技术才是科技型企业的根本。但是,范总说明道,虽然技术要素决定了产品的好坏,但是卖不出去、没有市场的产品永远无法为企业创收。在我国医疗行业的现状下,一个医疗产品想通过医生应用于患者身上,需要有医疗学科带头人的支撑,有医院科室管理人的合作,有政府政策的支撑。这些方面,是从事技术的学者玩不来或者没有精力“玩”的。因此,一个医疗企业,在创业中后期,技术创业者必须要学会释放自己的股权,让懂营销的人做大股东、领导企业。如此,才能让企业走得更远。

贝壳社的孵化服务,着重于提供技术性创业者亟需的资源。从先容有十五年以上从业经验的行业大咖作为创业导师,到共享贝壳社积累的人脉网络,贝壳社给创业者带来的不仅是资金的支撑,还有很多金钱完全无法衡量的、有助于企业长远发展的宝贵财富。

当聊到个人职业规划时,范总给予了大家很多教导。他说,大家出身生物专业,所掌握的主要是常识和科研技术,但是如果想要步入生物方面的投资领域,需要的是对市场风向和赛道情况的把握。即使掌握了基本常识和技术,也不可能一开始就看懂每一个企业的技术,很多时候需要自己不断学习和补充自己的常识,开拓自己的视野。掌握风口选好赛道至关重要,如果可以掌握风口选好赛道,便足够做出正确的选择。大家掌握的金融投资专业常识有限,但是却可以利用生物专业的背景快速了解整个产业的动向,以此作为自己的先发优势。

企业中科研在产业中的应用模式探究——大井生物科技有限企业采访调研

大井生物是一家依托与上海交通大学的微生物技术企业,是国际先进的微生物菌剂研创供应商。大家有幸在8月16日来到大井生物企业进行实地参观考察。

大井生物的唐卫东经理热情地接待了大家。大井微生物以木霉菌为核心产品,利用现代生物工程技术,构建了完整的研创生产和推广应用体系,在防治现代农业病虫草害、减少化学农药残留、重金属超量富集、土壤盐渍化等方面取得丰硕成果。

除了了解到大井生物现在的运营情况,大家还交流了8040com威尼斯娱乐场iGEM团队和台湾的中兴大学的一个合作课题。中兴大学的同学希翼通过合成生物学的手段,在大肠杆菌中构建一系列酶的基因回路,再转移到植物附生菌中,来达到分解土壤中二噁英的目的。这和大井生物企业研究方向有着密切的联系。唐经理和一位企业的技术人员,和大家一起讨论了分解二噁英这个课题的意义;为大家先容了他们企业遇到类似问题,让菌株在土壤中发挥作用的方式;以及他们对模式植物的选择等等。

大井生物企业表示,愿意对大家和台湾中兴大学合作的这一课题进行更多的帮助与合作,也愿意和威尼斯娱乐场【www.8040.com】加强合作与交流。

本次大井生物企业的参观,让大家收获良多。大家明白了企业是如何将一个科研产品投入市场,了解了科研与产业的差异,同时对台湾中兴大学和大家分解二噁英的合作课题的改进有非常大的帮助。

实验室里科研与产业的结合模式探究——中国科学院上海高等研究院采访调研

8月17日,在了解了企业实际的产业状况后,大家还想要进一步体会科研机构在微生物相关产业发挥的作用。因此大家来到了上海高等研究院的可持续技术研究中心,在魏东老师的带领下,大家参观了研究中心的实验室,与他进行了深入的交流。

高研院的微生物研究偏向应用方向,他们的实验室与大家平时在8040com威尼斯娱乐场所见的人类健康方向实验室有很大不同。实验室中不仅有一般的分子实验室,更多的还有与微生物生产、应用相关的大型机械仪器,比如工业级发酵罐、淤泥分解罐、污水处理仪器等。在实验室内就能测试初步的工业化生产的可行性,为走向产业化迈出了坚实的一步。但同时,大家也了解到,在实验室内的成果若想真的在实际应用还有很长的路要走。比如,由他们研发的能够分解淤泥、用以疏通河道的微生物,在实验室条件下可以分解40%的淤泥,但在实际情况下,由于河水在不断流动,泼洒下去的微生物会随河流漂走而无法接触淤泥完成分解的功能。如何使微生物附着在某一固定区域,是一个非常严峻的现实问题。

此外,魏东老师还向大家先容了更多产业现状。比如光明企业从日本引入的微生物技术,在将微生物洒在病死的猪身上之后,三天过后整头猪就只剩下骨架,效果惊人。魏东老师表示,许多企业的研发成果都值得钦佩,做出了许多即便是在他这样的专业科研人员看来也是不可思议的产品。魏东老师表示,如今的环境问题已经对中国人的生活产生了巨大的困扰。在如今习大大总书记的指示下,许多科研人员将精力投入到了解决环境问题的事业中去,尤其是通过微生物解决环境污染是如今的一个研究热门。高研院的可持续技术研究中心关注用微生物解决水体污染、土壤污染及农作物种植中遇到的一些问题,是对社会十分有益的。

实践感想

回顾十天的产业实践调研经历,大家由对以肠道菌群检测技术为代表的微生物产业不甚了解,到完整地理清了产业链的各个环节,以及产业链上下游的关系,并明白了科研与产业的结合点,以及能够将科研成果产业化需要的一些经历。带着满满的收获,大家也有了一些对未来的思考:科学研究的使命在于服务社会,产业化对于科研成果的转化以及推动社会发展具有重大意义。科学研究只有以社会需求为导向,紧密地与产业化结合,才能获得长远发展。同时,一个想获得长远发展的技术型企业,在生产产品的过程中,需要有坚实的科学研究基础作支撑,同样需要有社会需求来引导。只有产业化、科学研究与满足社会需求这三者紧密结合起来,才能使科研成果真正推动社会的发展,也会促进科学研究和产业链的不断推进。

引导老师:高研院-孙俊松,8040com威尼斯娱乐场企业导师、锐翌企业CEO-秦楠

撰稿:全体队员

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同学们参访上海市同济医院

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调研上海市锐翌生物科技有限企业

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在上海市第十人民医院采访调研

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在大井生物科技有限企业采访调研