我國(guó)研制成功“全自動(dòng)干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備”

　　干細(xì)胞研究與應(yīng)用技術(shù)是目前全球生命科技領(lǐng)域最頂尖的技術(shù)之一，也是我國(guó)在全球處于“并跑”地位的領(lǐng)域之一。國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目“全自動(dòng)干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備”近日由中科院研制成功。該裝備將實(shí)現(xiàn)規(guī)?；⒆詣?dòng)化、智能化誘導(dǎo)干細(xì)胞制備，對(duì)世界再生醫(yī)學(xué)及其相關(guān)的細(xì)胞治療領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。

　　新設(shè)備擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)

　　中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院院長(zhǎng)裴端卿說(shuō)，“全自動(dòng)干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備研究” 是財(cái)政部支持的國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目，2012年立項(xiàng)，項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)6761萬(wàn)元，由廣州生物醫(yī)藥與健康研究院負(fù)責(zé)承擔(dān)。該項(xiàng)目標(biāo)志著我國(guó)在干細(xì)胞裝備領(lǐng)域的自主研發(fā)取得新的突破，改善了我國(guó)高端生命科學(xué)儀器裝備依靠歐美進(jìn)口的局面，其成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的多項(xiàng)空白。

　　“全自動(dòng)干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備”項(xiàng)目驗(yàn)收組的專家表示，該項(xiàng)目整機(jī)技術(shù)及識(shí)別核心算法的應(yīng)用已實(shí)現(xiàn)國(guó)際“并跑”；個(gè)別關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“領(lǐng)跑”。由中科院生物物理研究所徐濤院士、中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院顧瑛院士等組成的專家組在驗(yàn)收后表示，設(shè)備所有技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到考核指標(biāo)要求。該設(shè)備擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，實(shí)現(xiàn)了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞自動(dòng)化誘導(dǎo)培養(yǎng)、擴(kuò)增、成像、移液換液、挑克隆，下游分化等功能。華東理工大學(xué)等多家用戶單位對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了測(cè)試，驗(yàn)證了可行性。

　　徐濤等專家表示，世界首臺(tái)全自動(dòng)干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備的成功研制，推動(dòng)了我國(guó)干細(xì)胞基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用的發(fā)展，為再生醫(yī)學(xué)及精準(zhǔn)醫(yī)療的研究奠定了裝備基礎(chǔ)。

　　進(jìn)一步加快自主研發(fā)進(jìn)程

　　干細(xì)胞是具有自我復(fù)制功能及多向分化潛能的細(xì)胞，在特定條件下能再生成人體的各種細(xì)胞、組織或器官，醫(yī)學(xué)界稱為“萬(wàn)能細(xì)胞”。目前，干細(xì)胞誘導(dǎo)、培養(yǎng)及篩選過(guò)程均只能依靠人工操作完成。一方面，由于缺乏對(duì)細(xì)胞變化的實(shí)時(shí)及定量監(jiān)控，難以實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞誘導(dǎo)流程的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化；另一方面，人工操作效率低、成本高、通量低、安全性差等問(wèn)題進(jìn)一步限制了干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用。

　　全自動(dòng)干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備利用人工智能建立數(shù)學(xué)模型，建立全程自動(dòng)化細(xì)胞培養(yǎng)誘導(dǎo)技術(shù)體系。該自動(dòng)化智能技術(shù)可實(shí)現(xiàn)24人次為周期的細(xì)胞制備通量，為我國(guó)的生物先進(jìn)制造提供了上游細(xì)胞來(lái)源的裝備保障。

　　中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員陳捷凱是該領(lǐng)域的專家，但其坦承：“面對(duì)長(zhǎng)期繁瑣的工作，人很容易出錯(cuò)，而機(jī)器則不容易犯錯(cuò)。以前為獲取一個(gè)干細(xì)胞，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)驗(yàn)人員憑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行誘導(dǎo)，不僅工作量較大，而且錯(cuò)誤率較高。儀器的出現(xiàn)打破了干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)只能依靠人工經(jīng)驗(yàn)的局限性，實(shí)現(xiàn)了較大的科學(xué)突破。”

　　“干細(xì)胞的識(shí)別就像從一堵墻上識(shí)別一粒砂子，以前靠人工操作，不僅工作量非常大，而且識(shí)別準(zhǔn)確率較低；現(xiàn)在有了全自動(dòng)裝備，把人的經(jīng)驗(yàn)訓(xùn)練給它，讓機(jī)器變成資深的技術(shù)員?，F(xiàn)在，該設(shè)備一次可以干相當(dāng)于24個(gè)技術(shù)員的活，而且識(shí)別率高、穩(wěn)定性強(qiáng)。”中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院副院長(zhǎng)潘光錦說(shuō)：“該裝備實(shí)現(xiàn)了人工智能、生物醫(yī)學(xué)、光學(xué)、數(shù)學(xué)等各種交叉學(xué)科的技術(shù)集成。未來(lái)，將爭(zhēng)取實(shí)用化、小型化，進(jìn)一步推向市場(chǎng)。”

　　中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院黨委副書(shū)記段子淵說(shuō)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)歷時(shí)4年，集智攻關(guān)，攻克了8項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其中包裹2個(gè)核心技術(shù)，并取得多項(xiàng)創(chuàng)新性成果。潘光錦說(shuō)，該項(xiàng)目其實(shí)早在2012年就開(kāi)始謀劃，通過(guò)這些年的努力才出成效，證明科學(xué)研究一定要有前瞻性。

　　中國(guó)科學(xué)院微電子所研究員夏洋說(shuō)：“該設(shè)備的成功研制將推進(jìn)我國(guó)在干細(xì)胞裝備領(lǐng)域的自主研發(fā)進(jìn)程，推動(dòng)我國(guó)干細(xì)胞基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用的快速發(fā)展，為干細(xì)胞再生醫(yī)學(xué)及精準(zhǔn)醫(yī)療的研究奠定基礎(chǔ)。”

　　搶占干細(xì)胞研究國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)

　　干細(xì)胞研究與應(yīng)用技術(shù)是目前全球生命科技領(lǐng)域最頂尖的技術(shù)之一，中科院2017年的高技術(shù)發(fā)展報(bào)告顯示，目前全球有超過(guò)700家公司正在開(kāi)展干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)技術(shù)相關(guān)的研究，競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化。中科院院士周琪認(rèn)為，干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)已經(jīng)成為我國(guó)的戰(zhàn)略優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，獲得了來(lái)自國(guó)家層面的大力支持，也取得了一系列國(guó)際領(lǐng)先成就。

　　中國(guó)科學(xué)院微電子所研究員夏洋認(rèn)為，“全自動(dòng)干細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)設(shè)備”是涵蓋基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開(kāi)發(fā)研究全過(guò)程的生物技術(shù)自主創(chuàng)新體系，將為我國(guó)初步建立系統(tǒng)的生物技術(shù)創(chuàng)新體系，突破一批核心關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)做出貢獻(xiàn)。潘光錦說(shuō)，未來(lái)還要在多能干細(xì)胞自動(dòng)識(shí)別的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞、血液細(xì)胞等各種功能性細(xì)胞的自動(dòng)化識(shí)別。段子淵建議，未來(lái)可以進(jìn)行一些國(guó)際合作，將我國(guó)干細(xì)胞誘導(dǎo)自動(dòng)化技術(shù)向縱深發(fā)展，繼續(xù)走在世界前列。

　　“推動(dòng)干細(xì)胞臨床應(yīng)用和相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”裴端卿說(shuō)，目前各醫(yī)院細(xì)胞治療臨床應(yīng)用迫切需要干細(xì)胞制備裝置，該裝備已逐步在各研究單位或一級(jí)醫(yī)院研究中心推廣。該設(shè)備降低了人為干預(yù)，實(shí)現(xiàn)多人份、低成本、高品質(zhì)、一體化的干細(xì)胞生產(chǎn)，潛在的社會(huì)效益巨大。

　　周琪建議，干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)技術(shù)是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的綜合集成研究，隨著各國(guó)研究投入的持續(xù)加大，未來(lái)將進(jìn)一步表現(xiàn)出規(guī)模和定向銜接的大科學(xué)研究發(fā)展態(tài)勢(shì)。由于細(xì)胞類(lèi)型的多樣性、作用途徑的復(fù)雜性，以及應(yīng)用方式的特殊性，細(xì)胞制品在世界上尚無(wú)可借鑒的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，需要對(duì)生產(chǎn)、定標(biāo)、定型等進(jìn)一步系統(tǒng)布局及重點(diǎn)攻關(guān)，并有步驟地推進(jìn)干細(xì)胞臨床應(yīng)用和相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。（記者 劉宏宇 董瑞豐）

　　轉(zhuǎn)自：經(jīng)濟(jì)參考報(bào)

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