科研进展

科研有使命 抗疫有担当
盘点深圳先进院科研抗疫最新进展

时间:2021-01-26  来源:文宣办 文本大小:【 |  | 】  【打印

  不知不觉,在抗击新冠疫情的征途中,2020年已经过去,新的一年悄然而至,开启了新篇章。回首已经过去的2020年,既是新冠疫情肆虐蔓延的一年,也是科学研究快速推进的一年。 

  自疫情发生以来,中国科学院深圳先进技术研究院响应国家号召,按照中科院部署,组织17支团队积极参与抗击新冠疫情攻坚战。自20203月份之后,即使疫情防控进入常态化阶段,深圳先进院科研抗疫的步伐也未有停止。 

  在各方紧密配合下,来自医工所、材料所、医药所、数字所,以及深圳先进院孵化的外溢机构武汉先进院等11支团队持续开展科研攻关,在新冠感染与宿主反应机制研究、新冠患者愈后健康管理研究、mRNA疫苗研发、计算机药物筛选、纳米防雾涂层技术、病毒高灵敏快速检测等方面都有了最新进展。接下来,让我们来一起了解一下。 

  致力新冠治疗 研究成果不断涌现 

  自疫情初发开始,医药所李亮团队和军事医学科学院、深圳市第三人民医院、深圳市疾控中心合作进行新冠病毒感染机制与新冠疫情防控措施研究,进行了长达一年的相关科研攻关,科研成果不断呈现。 

  李亮团队与合作者使用体外重构的鼻、气管、肺泡多部位呼吸道类器官系统平台进行新冠感染与宿主反应机制研究,并对潜在药物进行了效果测试。与深圳市第三人民医院的合作研究还对新冠病人病毒排出途径和时间、无症状感染者的新冠环境传染途径进行了系统的分析,发现新冠病人的病毒可从呼吸道、消化道排出,且排出时间远长于症状持续时间。即使对于无症状感染者,依然可以在病人所接触的环境中发现病毒污染。鼻咽部病毒量较高的病人更容易排出病毒污染周边环境。门把手、厕所内部表面等部位所检出病毒量较高。因此,对无症状感染者的环境消毒是控制新冠传播的重要措施,而不应因感染者无症状就掉以轻心。研究成果为新冠疫情防控提供了重要信息,并于6月和12月发表论文于消化病学顶级期刊Gastroenterology、呼吸病学顶级期刊American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine上。李亮团队的研究成果也吸引了国内外产业界的应用转化意向,9月开始与瑞典公司Lipigon的新冠疗法开发合作。 

 

  李亮团队构建了类似于实际呼吸道组织的体外重构呼吸道类器官平台,实现了新冠病毒在多部位呼吸道类器官中的感染与复制,从而进行了新冠病毒感染机制研究和药物筛选工作。 

  临床合作研究助力疫情防控。左:新冠病毒排出时间远长于预期、症状时间;右:无症状感染者依然有通过环境媒介传播新冠病毒的潜力。 

  除了在治疗新型冠状病毒方面展开科研攻关,深圳先进院还在新冠患者愈后健康管理开展了相关研究。数字所李烨团队基于自主研发的非接触式心率呼吸记录仪,实现了新冠愈后患者在睡眠过程中的生命体征连续采集与监测。目前已在武汉市金银潭医院、深圳市第三人民医院部署设备654台,华盛顿游戏全新代理模式:对治愈出院的新冠患者实施睡眠期间的心率、呼吸率、体动次数等数据的采集,评估新冠病毒对人体心肺功能的影响,并建立跟踪随访系统持续监测愈后患者的健康状态。基于三个月的健康管理数据,团队发现新冠愈后患者呼吸自主调节功能恢复显著,但睡眠质量仍有待提升,观测期内睡眠质量没有明显恢复趋势。相关工作填补了患者愈后跟踪随访与健康管理的技术不足,支撑了出院患者后期康复与健康管理的业务需求。 

  此外,深圳先进院合成所胡勇团队关于新冠mRNA疫苗的研发工作也在顺利推进当中。自20202月份起,胡勇团队借助mRNA技术平台和合成生物学技术,迅速开发了新冠mRNA疫苗,获得深圳市科创委“新冠肺炎的预防性疫苗研发”专项的资助。目前mRNA疫苗AT-WIN2已在第三方药物非临床评价机构完成安全性评价和药效评价研究。毒理方面,实验数据显示mRNA疫苗无不良反应。药效方面,已在免疫动物血清中检测到高滴度保护性中和抗体。202012月,完成了药物质量标准控制等相关研究。现已开展申报材料的整理及临床方案的制定,并撰写临床申报材料。 

  人工智能 助力药物筛选 

  在新型冠状病毒的治疗方案中,老药新用是指从已经过临床试验的药物中,筛选出针对新型冠状病毒的药物,以期尽快用于临床治疗。利用人工智能和数据分析,可以助力快速筛选出可能的有效药物。在前期的研究工作中,医药所计算机辅助药物设计中心袁曙光团队构建了包括十亿个药物分子的数据库,并搭建了AI药物筛选与评价平台。基于AI筛药平台,团队排除外界公开的30余种可能有抗病毒效果的上市药物基础上,进一步针对治疗新冠病毒的药物展开筛选。在202011月,袁曙光团队通过生物计算的方法发现一大类药物分子可以有效阻止新冠病毒的侵染,有望为治疗新冠提供新机理和新思路。相关论文以封面文章的形式发表于ACS Pharmacology & Translational Science 

 

  ACS Pharmacology & Translational Science封面文章 

  此外,医药所蛋白药物中心万晓春团队从深圳市第三人民医院的康复病人体内克隆纯人源单克隆抗体,在体外能够高效中和新冠病毒,目前正开展体内(动物)的抗病毒研究,已经申请6个发明专利,1PCT国际专利。  

  预防消杀 为抗疫构筑防护墙  

  当疫情进入常态化阶段,日常的科学防护是关键。从防雾喷剂到防雾护目镜等系列产品的研发,从技术开发到设备研制。深圳先进院团队积极发挥集成创新、学科交叉的优势,针对病毒的预防消杀开发了多种防护装备和技术,相关研发产品送达抗疫一线,助力疫情防控。 

  材料所材料界面中心喻学锋团队协同外溢机构武汉中科先进技术研究院在防护涂层技术领域持续创新,形成多项专利和产品,其中自主开发的防雾喷剂在20203月份后又持续向全国109家防疫单位捐赠4万多支,此后团队陆续开发出了防雾眼镜布、防雾护目镜、防雾面罩等系列产品,有效解决了医护人员护目镜起雾难题。进一步地,团队开发了一种基于微胶囊技术的长效抗微生物涂层技术,通过了国内外多家第三方权威机构的检测,对病毒和细菌均展现出显著杀灭效果。 

  喻学锋团队研发的纳米防雾喷剂 

  消杀技术离不开消杀设备的研发。喻学锋团队、黄逸凡团队整合低温等离子体消毒杀菌、长效抗微生物表面等成果,开发出室内空气高效消杀的技术和设备。该技术能有效阻断病菌传播,并长效杀灭多种微生物,包括大肠杆菌、葡萄球菌、冠状病毒和流感病毒等。目前团队已经开发出消杀设备样机,和相关企业开展接洽。 

  团队相关技术获得社会关注 

  立体式防控 阻隔感染风险 

  针对病毒的强传染性,医药所退行中心潘浩波、赵晓丽团队基于和稳健医疗联合实验室的开发成果,开发了阳离子高效广谱抗病毒材料,设计了有效抗病毒医用口罩、送风防护服,医用纺织品及公共场所的抗病毒不锈钢部件,采用多种防护装备配合的立体式防控措施,尽最大可能阻断病毒传播的所有途径,该项技术获得了二十二届高交会优秀产品奖。 

  团队筛选出性能优秀的银-铜复合抗病毒材料,制备出银-铜复合抗病毒制剂,并制备出用于抗病毒口罩、抗病毒医用纺织品的抗病毒布层。此外,壳聚糖具有非常好的生物安全性、抗菌性,同时也表现了优异的抗病毒效果,团队制备了抗病毒喷雾,可以在鼻腔粘膜形成防护层,防止病毒接触上皮细胞,并抑制病毒活性。该项技术申请了2项发明专利,1项实用新型专利,和1PCT专利。 

  潘浩波团队抗疫立体防控技术获第22届高交会优秀产品奖 

  快速检测 助力海外疫情防控 

  随着海外疫情的持续蔓延,亟需对新冠病毒风险地区进行快速和大量的检测。从20209月份起,医工所微纳系统与仿生医学研究中心吴天准团队协同深圳先进院孵化的中科先见公司,迅速开发出新冠抗原( SARS-CoV-2)检测试剂盒,无需其他设备15-20min即可完成检测,产品通过欧盟CE认证,可应用于病原感染早期筛查,丰富了新冠检测试剂盒的应用场景,现已经在德国、荷兰、南非等地进行临床比对测试,为全球疫情防控工作持续助力。此前在了解到核酸检测对灵敏度的高要求后,吴天准团队迅速行动,将历时三年自主研发的全集成数字PCR仪器用于新冠病毒检测,缩短了操作时间,提高了检测安全性与结果准确性。 

  新冠抗原( SARS-CoV-2)检测试剂盒符合欧盟CE 

  喻学锋团队协同广东相关上下游企业开发了系列新冠病毒核酸提取试剂盒,10分钟内能即可完成样本的高通量提取,同样被广泛用于国内外新冠疫情的检测。团队还建立了基于二维材料和CRISPR技术的病毒核酸快检芯片技术,获得了广东省和深圳市重点研发项目的资助。 

  在政府的正确决策和全国人民的努力下,疫情得到了有效控制,其中大数据防疫功不可没。20205月,数字所副研究员尹凌获得广东省“最美科技工作者”,尹凌团队开展的基于大数据的新冠肺炎传播风险与非药物干预措施的决策支持研究,疫情期间持续为各级疾控中心和政府部门提供决策支持。 

  尹凌副研究员(右一)获颁广东省“最美科技工作者” 

   “每个人都了不起”。正如习近平总书记在2021年新年贺词中所说,2020年是极不平凡的一年。从最初的疫情严峻时刻到后期的常态化防疫,深圳先进院科研攻关的脚步从未停止。从支撑抗疫一线到助力海外疫情防控;从技术开发到系列产品研制;从新冠病毒感染机制与疫情防控措施研究到“老药新用”助力新冠治疗,各研究团队积极发挥集成创新、学科交叉的优势,研究成果频现,在各领域持续助力新冠疫情防控与治疗研究。随着寒冬来袭,疫情出现了反复突发,科技抗疫工作仍不能放松,深圳先进院将继续践行国立科研机构的使命,为疫情防控持续贡献力量。 

 

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