自然学术会议—体外诊断国际学术大会

2019年3月21-24日，“自然学术会议—体外诊断国际学术大会/‘创之声’第四届中国实验

医学大会”在南昌国际博览城绿地铂瑞酒店会议中心三楼国际厅召开。本次会议由全国卫生产业企业管理协会实验医学分会与《自然-生物医学工程》主办，上海交通大学、江西中医药大学、全国卫生产业企业管理协会实验医学检验产业分会等协办。大会诚邀几十位国内外顶尖的专家学者，就实验医学发展、国际前沿技术、最新科研成果等课题作精彩的报告，同时就实验医学热点和最新科研动态及话题展开广泛交流和讨论。

3月21日16时30分，在南昌国际博览城绿地铂瑞酒店会议中心国际厅举行了大会开幕式。3月22日上午，学术会议正式拉开帷幕。首先，《自然-生物医学工程》主编Pep Pàmies致欢迎辞，代表主办方感谢参会嘉宾的远道而来，接下来展开了学术报告。

华盛顿大学生物工程系教授Paul Yager带来了《重新展望发达国家与发展中国家的病原体即时诊断》报告。报告就如何解决关注患者的感受、让老年人活的更好、让人类更健康，提出了自己的观点。随后康奈尔大学Sibley College讲席教授、美国光学学会和美国机械工程师协会会员David Erickson作《传染病与营养不良的即时检测技术》报告，对POCT对于医疗落后、缺乏诊断的国家地区的重要性及POCT与精准营养的联系进行了详细叙述。

接着，加州大学洛杉矶分校教授，远程医疗、移动医疗、纳米显微技术等多个领域的专家Aydogan Ozcant带来了题为《深度学习驱动的计算机显微成像及传感技术》的演讲，提出了把手机转化为显微镜的新颖观点。Aydogan Ozcant教授介绍了自己实验室专注于移动传感设备的研究，如何用手机将仪器设备装进口袋。12年前实验室开始进行将手机转换为显微镜的研究，现在将手机装一个设备就可以达到看见病毒的水平。可对单个DNA进行测量，将手机作为读数器，可进行红细胞计数。计算机显微成像技术，通过机器模拟学习可以进行图像重建，比显微镜观察的视野大得多，通过学习高分辨率显微镜，可以把低解析度的图像模拟成高解析度的图像，也可进行后期调色。报告最后也通过实际举例，进一步解释了深度学习驱动的计算机显微成像及传感技术的应用。

随后，哥伦比亚大学生物医学工程教授Samuel Sia为与会者带来了题为《用于个人移动诊断的微流体技术》的精彩演讲。Samuel Sia教授介绍到，现在电脑在不断的缩小，检验的设备是否也能逐渐缩小呢？他透露自己团队现在的工作之一是微流体芯片工作，整合微流体芯片像一张信用卡，一块芯片上可有几个标志物，这个技术已经得到FDA的批准。如何让微流体芯片从医生办公室进入到日常使用的手持设备，是团队努力的方向。Samuel Sia教授说到，未来因为手机的使用，将会有许多微流体产品上市，现在为什么微流体产品上市困难，是由于构建整体体系，不光是芯片，包括化学测试、设备、数据分析，之后的临床工作流程、立法等都是困难所在。POCT设备因使用环境不同设置不同，报告进行应用举例，Samuel Sia教授团队设计了与智能手机匹配的配件，能插到手机接槽上，通过蓝牙连接，指尖血或静脉血样本可进入芯片，手机上的APP引导使用者进行测试，结果自动解读。

随后，威斯康星大学教授David J. Beebe带来了《经过改造的器官型模型向临床转化》的报告。报告介绍了精准肿瘤学、如何做器官模型并用于诊间。David J. Beebe教授指出，20年前患者去门诊，医生药物治疗选择很少，现在则有很多种药物，肿瘤科医生可以选择不同的药物治疗患者。但基于患者个体设计的药物并不多，很多患者治疗一段时间会产生耐药。癌症的特点有许多，基因只是其中一小部分，还有其它的如免疫、微环境等非基因编码的因素，每个患者的微环境都不同。David J. Beebe教授介绍了自己实验室的研究，对患者的活组织进行操作，再创造生物行为，通过实验数据举例，在类似体内环境培养的细胞和体内细胞更像，以此说服大家放弃在塑料皿上培养细胞。报告最后通过举例，实验室将肾癌患者的肾癌细胞分离出组织内皮细胞，在体外重建血管模型，比较肿瘤细胞和正常细胞血管构建，进一步进行蛋白质分析，确定生物学上的差异，以此测定哪种药物对患者适用，并设计临床实验。

接着，多伦多大学教授 Shana O. Kelley 作《液体活检的新技术：超越DNA测序》报告。报告说，要引入新型技术进行分子分型，然后提供敏感的工具对患者的预后进行分析。现在的液体活检技术流行，可以通过血液检查相关信息，如两种不同的标志物，肿瘤细胞释放的循环核苷酸，可以判断肿瘤的扩增；循环肿瘤细胞则可以在血液和体液中检测到。Shana O. Kelley教授说，有了标志物但检测肿瘤细胞仍像大海捞针一样，分析上面临重大的挑战，所以要构建特异性强的工具帮助分析。报告还介绍了他的小组进行的基于芯片的化学传感器的研究。传感器有很大的表面积，纳米级别的检测，敏感性高。报告还通过临床例子进一步说明了传感器的应用。

接着，复旦大学化学系教授、国家杰出青年基金获得者张凡分享了《用于活体多重生物成像和生物传感的近红外荧光探针》报告。提到荧光探针可以快速敏感的进行检查，没有辐射。张教授从光学角度入手，举例介绍了近红外荧光探针，指出改变激发波长可以提高检测结果的成像分辨率，证明了激发波长的重要性。

接着，麻省总医院医学工程中心（CEM）生物微机电系统资源中心教授、副主任Daniel Irimia做了题为《血流中的人体中性粒细胞检测及败血症诊断》的演讲。据他介绍，数据统计败血症是欧美的人群常见病。在美国，败血症每年治疗花费医疗总预算的7%，是消费最大的疾病。由于败血症定义模糊，只有早期识别诊断医生才能预防和干预，但每四个败血症患者就有一个会被误诊，且败血症没有很好的诊断工具。报告提出，败血症的诊断应关注感染和免疫应答，应关注中性粒细胞的反应，因为它是最优先的免疫应答。60%的白细胞都是中性粒细胞，目前关于中性粒细胞的研究很少，医生和免疫学家关于中性粒细胞的认识差异较大，关于败血症诊断的未来值得大家关注。

最后，海军军医大学东方肝胆外科医院信号转导研究中心主任、中国工程院院士、肿瘤学和分子生物学专家王红阳带来《基于组学的靶标发现与临床转化》的报告。王红阳院士指出，肿瘤问题是人类健康的重大挑战。我国恶性肿瘤的防控工作十分严峻。如肺癌、肝癌、胰腺癌等，传统的治疗方法是手术切除，但其实肿瘤是全身性系统疾病。肿瘤具有高度异质性，在治疗上面临的巨大挑战是耐药性问题。报告指出，医学已经从过去的经验医学发展到循证医学，到现在基于大数据的精准医学。精准医学要求有更多的可用于临床诊断的标志物，对病人进行精确的分型、分类，医生才能通过这些结果进行药物的选择。在治疗过程中也同样需要标志物进行伴随诊断。现在有许多标志物也有许多数据，但这些数据没有通过转化应用于临床，所以这条路还有很多工作要做。癌症分型可以帮助医生选择精确的疗法。随后报告举例介绍了王院士团队实验室基于肝癌分子分型的标志物研究和基于数据的分子生物学研究，部分解析了肝癌发生、发展、转移的复杂机制。

次日大会报告精彩继续。首先由来自美国麻省总医院的Shannon Stott教授带来了《微流控技术检测循环生物标志物》的报告。Shannon Stott教授说到，肿瘤在体内发生转移到新的位置对患者来说是致命的，有很少的一部分循环肿瘤细胞会在新的位置定植。因为他本人是学工程的，所以团队想通过微流体技术对细胞进行精准控制，从而找出肿瘤细胞。因为肿瘤表面有特定的标志物，设计特殊的装置，使其跟肿瘤细胞有更多的交互作用。团队设计了硅微柱装置，目的是使血液流过，冲走其他细胞，留下肿瘤细胞。第二代的产品，是鱼脊型的CTC芯片，血液流过芯片进行成像。报告还举例介绍了团队最新研制的微流控DVD形状芯片的原理、工作流程及其应用。

随后，来自美国亚利桑那州立大学的胡晔教授带来了关于《点石成金的微小颗粒——纳米技术在等离子体微量样本中实现快速准确的肺结核检测》的报告。报告关注了一种虽然古老但目前仍严重威胁人类的传染病——肺结核。原来结核杆菌从痰中分离，培养时间长，至少要六周，而且对于HIV患者和儿童是不适用的——因为他们没有痰。一次国际会议上，一位讲者提出了自己的看法，即结核杆菌鉴定需要非培养的快速鉴定方法，不用痰做样本，而且除了定性也要定量。胡教授以自己团队的工作为例，就纳米技术在解决结核杆菌生物标志物低、抗原特异性不够、微生物家族种类多等问题上取得的突破进行了讲述。

接着，来自韩国蔚山国家科学技术研究所的Yoon-Kyoung Cho教授带来《用于液体活检的盘片实验室》的报告。报告提到，75%的癌症患者没有合适的疗法不能治疗获益，这使得个性化和精准医疗对癌症患者有很大的吸引力。液体活检技术可给医生提供正确的信息，进而选择正确的药物。生物标志物如CTC、循环核苷酸、外泌体等联合分析可能有更好的效果。Yoon-Kyoung Cho教授介绍了自己实验室的研究成果。他指出盘片式的芯片可以提供混合、处理颗粒和获得图像。CD形的盘片整合自动化，旋转盘片，离心力使液体移向盘片边缘，通过智能化的控制，激光加热，石蜡熔化控制开关闭合，可以将许多样本放到一个盘片上，自动洗脱和反应。报告结合案例对液体活检的盘片实验室进行了深入讲解。

来自伯克利大学的Kevin Healy教授带来了《人体器官芯片在药物开发和疾病建模等领域的应用》的报告。Kevin Healy教授说，美国药物上市前要经过临床前研究、临床试验、效价研究、进行小样本量的患者研究、FDA审评、化学生产药品的控制等，这过程中有许多药品会失败，因为在一阶试验中小样本量的人群代表了广泛的人群。药品上市过程要花很长时间，大概9-15年，每个项目要花费30-40亿美元。研发的药品会失效，因为2D的培养皿模型同人体的生理学比起来有很大的不同。自己的团队在想如何能将2D型转化成3D模型。3D模型可以反映出人体复杂环境。正常药品试验都要进行心律失常的研究，团队设计的微装置盒反映最基本的器官单元的复杂程度，至少能制造出生理模型反映患者心脏对药物的反映。单纯的动物模型对药物试验是不够的，建立体外心肌模型，制作器官芯片，可以改进药物研发流程。报告也举例介绍了心肌芯片的操作模式及应用。

接着，来自美国南加州大学的Megan McCain教授带来了《运用工程化心肌微组织建立疾病模型》的报告。Megan McCain教授指出，开发新药的成本逐年成指数增加，临床前和临床试验花费几十亿美元，上市后才发现药品无效和副反应导致撤市损耗重大。这多数是因为药物测试体外培养的心肌细胞功能跟人体细胞还是有很多不同。他们的团队构建了心脏疾病模型，通过装置设置来调节微环境，控制心肌细胞排列，可进行心肌输出测量。Megan McCain教授通过举例进一步介绍了心肌微组织建立疾病模型的应用。

来自新加坡南洋理工大学的浦侃裔教授带来《将分子余辉成像用于癌症检测、药物筛查和成像引导的治疗》的报告。报告介绍了团队基于有机光平台帮助了解不同类型的疾病，如近红外线、光热、光调节等。对光学平台感兴趣是因为与其他成像相比，光学成像是解析度最高的。光声成像结合了纯光学组织成像中高选择特性和纯超声组织成像中深穿透特性的优点，可得到高分辨率和高对比度的组织图像，从原理上避开了光散射的影响。浦教授介绍了团队在光声成像中的工作，同时也介绍了团队新的成果——分子余辉成像。该成果首次发现了基于水溶性有机半导体高分子纳米材料的长余辉现象，并将该材料应用于活体分子成像，研究小组称之为“分子余辉成像”。基于该材料的成像具有高达4 cm的组织穿透能力，活体动物成像信噪比高于传统的近红外荧光成像一百多倍。该研究成果开拓了分子成像研究领域的新视野，为分子成像领域用于临床诊断、药物筛选等提供了新途径和新方法。

同时，AACC现任主席Carmen Weily教授为大家带来了题为《人工智能在体外诊断大数据应用指导临床决策》的报告；凯克研究所的Kiana Aran教授带来《用于老化研究和数字诊断的微机电系统》的报告；新加坡国立大学的余严军教授带来了《模拟功能和疾病的关键步骤》的精彩报告；日本东京大学的北森武彦教授带来了《纳流体实现单个和可计数的单个活细胞蛋白分析》的报告。

本次大会报告，技术前沿，内容丰富，现场互动热烈，多角度、全方位的报告为与会者提供了一场学术盛宴。大会在和谐的气氛中圆满结束。

采编：贲文锐 / 审校：方研