百歐博偉生物:2020年,在國家政策支持下,加之技術(shù)進(jìn)步與學(xué)科交叉推動(dòng),中國生命科學(xué)研究和應(yīng)用發(fā)展迅速,推動(dòng)我國生命科學(xué)與生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)突破,在生命組學(xué)技術(shù)、分子和細(xì)胞圖譜繪制方面不斷進(jìn)步,干細(xì)胞技術(shù)、基因治療、液體活檢技術(shù)、腦科學(xué)研究迅速推進(jìn),推動(dòng)合成生物學(xué)、表觀遺傳學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)和免疫學(xué)臨床應(yīng)用快速突破,獲得多項(xiàng)重大研究進(jìn)展(僅節(jié)選原文部分內(nèi)容,有刪減)。
1、生命組學(xué)技術(shù)應(yīng)用與細(xì)胞圖譜繪制持續(xù)取得突破
生命組學(xué)技術(shù)開發(fā)方面,中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)推出了全球最大、最全面的小分子碰撞截面積數(shù)據(jù)庫平臺(tái)(AllCCS)。
多組學(xué)聯(lián)合分析上,溫州醫(yī)科大學(xué)等對(duì)患者血清進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)分析,揭示了重癥 COVID-19 患者血清中蛋白質(zhì)和代謝物的特征性變化。
分子和細(xì)胞圖譜繪制方面,中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等構(gòu)建了小麥屬全基因組遺傳變異圖譜,為作物改良、遺傳發(fā)育、疾病研究等提供基礎(chǔ)。
人類細(xì)胞圖譜繪制方面,浙江大學(xué)、中國科學(xué)院生物物理研究所、暨南大學(xué)等繪制了跨越胚胎和成年兩個(gè)時(shí)期、涵蓋八大系統(tǒng)的人類細(xì)胞圖譜,海馬體關(guān)鍵發(fā)育期的高精度發(fā)育細(xì)胞圖譜,人類胚胎造血細(xì)胞發(fā)育圖譜,為探索命運(yùn)決定機(jī)制、相關(guān)疾病的診斷和治療帶來突破性認(rèn)識(shí)。
2、干細(xì)胞等技術(shù)優(yōu)化升級(jí)推動(dòng)器官再造實(shí)現(xiàn)初步應(yīng)用
我國在干細(xì)胞基礎(chǔ)研究方面一直位居國際領(lǐng)先地位,2020年進(jìn)一步獲得系列突破性成果。一方面,我國圍繞干細(xì)胞機(jī)理機(jī)制探索日趨深入。另一方面,相關(guān)指導(dǎo)原則推出,促使我國干細(xì)胞治療技術(shù)研發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化有序推進(jìn)。
同時(shí),隨著干細(xì)胞等技術(shù)優(yōu)化升級(jí)及學(xué)科的加速融合,“器官制造”開始實(shí)現(xiàn)初步的應(yīng)用。類器官領(lǐng)域涌現(xiàn)出一系列突破性成果,部分成果國際領(lǐng)先。
我國器官芯片領(lǐng)域的技術(shù)水平也不斷提升,中國科學(xué)院昆明動(dòng)物所與中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所利用器官芯片技術(shù)建立了一種體外肺器官微生理系統(tǒng),為新冠病毒致病機(jī)制研究和快速藥物評(píng)價(jià)等提供了新策略和新技術(shù)。
我國在 3D 生物打印領(lǐng)域整體技術(shù)水平處于國際前列,所獲得的成果為 3D 打印小口徑微管支架,甚至體內(nèi) 3D 生物打印奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
3、技術(shù)的不斷優(yōu)化為基因治療快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)
基于基因轉(zhuǎn)移技術(shù)或基因編輯技術(shù)的基因治療快速發(fā)展,已進(jìn)入臨床開發(fā)階段。
基于基因轉(zhuǎn)移技術(shù)的基因治療方面,中國武漢紐福斯生物科技有限公司開發(fā)的基因療法 NR082 可有效治療 ND4 突變引起的 Leber 遺傳性視神經(jīng)病變(LHON),是首個(gè)由我國自主開發(fā)并獲得 FDA 孤兒藥認(rèn)定的基因治療產(chǎn)品。
基于基因編輯技術(shù)的基因治療方面,上海邦耀生物與中南大學(xué)湘雅醫(yī)院開展的亞洲首次通過基因編輯技術(shù)治療地中海貧血取得成效,也是全世界首次通過 CRISPR 技術(shù)成功治療β0/β0 型重度地中海貧血。
4、液體活檢技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用方面也取得多項(xiàng)突破
液體活檢技術(shù)的開發(fā)與優(yōu)化上,復(fù)旦大學(xué)、山東大學(xué)、鹍遠(yuǎn)基因等機(jī)構(gòu)合作開發(fā)出一種稱為 PanSeer 的 ctDNA 甲基化多癌篩查技術(shù),可通過血液樣本檢測(cè)五種常見癌癥,且比目前癌癥診斷方法可提前四年預(yù)測(cè)。
5、腦科學(xué)與神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)研究和疾病研究穩(wěn)步推進(jìn)
神經(jīng)成像、腦機(jī)接口為代表的技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域,中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心 / 神經(jīng)科學(xué)研究所開發(fā)了一種新型體成像技術(shù)——共聚焦光場(chǎng)顯微鏡(confocal light field microscopy),可對(duì)活體動(dòng)物深部腦組織中的神經(jīng)和血管網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速、大范圍的體成像。
神經(jīng)發(fā)育障礙、腦疾病等應(yīng)用領(lǐng)域,中國人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)首次報(bào)道了下丘腦——腦干快速眼動(dòng)(REM)睡眠控制核心藍(lán)斑核(SLD)存在的直接神經(jīng)通路,揭示了睡眠障礙的神經(jīng)機(jī)制。
6、合成生物學(xué)與其他學(xué)科交叉會(huì)聚的深度和廣度不斷擴(kuò)展
我國在元件和基因線路、基因編輯技術(shù)、底盤細(xì)胞改造等基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究等方面也取得了一系列成果。
基因編輯技術(shù)開發(fā)上,中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所通過構(gòu)建胞嘧啶脫氨酶 -nCas9-Ung 蛋白復(fù)合物,設(shè)計(jì)了新型糖基化酶堿基編輯器(GBE),國際上首次在微生物中實(shí)現(xiàn)任意堿基編輯、在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中實(shí)現(xiàn) C-G 堿基特異性顛換。
應(yīng)用研究中,中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所開發(fā)的植物飽和突變編輯器(STEME)實(shí)現(xiàn)了植物的定向進(jìn)化,開發(fā)了在植物中可預(yù)測(cè)的堿基刪減工具(AFIDS),并將 primeediting 應(yīng)用于水稻和小麥原生質(zhì)體基因組序列的突變、插入和刪減。
7、表觀遺傳學(xué)研究向更廣泛的疾病和公共衛(wèi)生領(lǐng)域擴(kuò)展
DNA 甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑、非編碼 RNA 等標(biāo)記和調(diào)控過程的表觀遺傳學(xué)研究不斷深入。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院聯(lián)合發(fā)現(xiàn) cMyc 能夠影響代謝酶 SDHA 的乙酰化修飾,改變腫瘤進(jìn)程。同濟(jì)大學(xué)發(fā)現(xiàn)lncRNA 能夠通過表觀遺傳修飾抑制端粒酶活性,從而發(fā)揮抑癌作用。
8、病原微生物的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究有力指導(dǎo)藥物與候選疫苗設(shè)計(jì)
我國在新型冠狀病毒等病原微生物的結(jié)構(gòu)解析上取得多項(xiàng)突破性成果,為闡明病毒的跨物種傳播途徑、療法和疫苗的開發(fā)提供新見解。新型冠狀病毒的結(jié)構(gòu)解析上,清華大學(xué)和浙江大學(xué)在高分辨率下解析了新型冠狀病毒的分子結(jié)構(gòu),為認(rèn)識(shí)病毒、療法和疫苗開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
同時(shí),新型冠狀病毒的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究,在指導(dǎo)靶向藥物與候選疫苗設(shè)計(jì)上具有重要價(jià)值。如上??萍即髮W(xué)等通過計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)鑒定了一種抑制劑,并證明了該篩選策略的有效性,可用于快速發(fā)現(xiàn)應(yīng)對(duì)新發(fā)傳染病的藥物先導(dǎo)化合物。
基于結(jié)構(gòu)生物學(xué)的靶向藥物設(shè)計(jì)篩選在 2020 年也穩(wěn)步發(fā)展,上??萍即髮W(xué)等機(jī)構(gòu)在國際上首次成功解析了分枝桿菌關(guān)鍵的阿拉伯糖基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合體的兩種復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu),為研發(fā)新型抗結(jié)核藥物奠定重要基礎(chǔ)。
9、基礎(chǔ)研究的不斷深入促進(jìn)免疫學(xué)臨床應(yīng)用快速推進(jìn)
我國在免疫器官、細(xì)胞和分子再認(rèn)識(shí)和新發(fā)現(xiàn),免疫識(shí)別、應(yīng)答與調(diào)節(jié)規(guī)律與機(jī)制認(rèn)識(shí),疫苗與抗感染,腫瘤免疫等方面取得了眾多成果,尤其在解析新型冠狀病毒與人體免疫系統(tǒng)的互相作用機(jī)制方面取得了諸多突破性進(jìn)展。
疫苗開發(fā)與抗感染研究領(lǐng)域,上海科技大學(xué)等率先成功解析新冠病毒關(guān)鍵藥物靶點(diǎn)的高分辨率三維空間結(jié)構(gòu),并得到多種新冠病毒抑制劑。