蓝光英诺:3D生物打印拓展精准医疗范畴
图为:四川蓝光发展股份有限公司董事局主席杨铿向来宾展示3D生物打印机。
中新四川网10月10日电 题:蓝光英诺:3D生物打印拓展精准医疗范畴
作者:刘彦君
起源于美国,原本集中在基因测序、遗传学范畴的精准医疗概念正在被迅速扩大。
美国总统奥巴马在2015年国情咨文演讲中宣布了一个生命科学领域新项目——精准医疗计划。
该计划短期目标在于加快基因组层面对疾病的认识,得益于DNA测序和基因组图谱项目的突破。但奥巴马同时强调,精准医学进一步的目标将是建立一个综合性的科学知识环境,把精准医学实践规模扩大,提升对疾病风险评估、疾病机制把握以及许多疾病最佳治疗方案的预测,为健康和卫生保健等诸多领域带来最大利益。为此,该计划将鼓励和支持新一代的科学家开发创造性的新方法,来检测、测量和分析范围广泛的生物医学信息——包括分子、基因、细胞、临床、行为、生理和环境参数,实现关键科学和医疗问题的应答网络。
在听到这样的消息后,四川蓝光发展股份有限公司董事局主席杨铿庆幸自己一年前从众多转型投资方案中最终选择了3D生物打印项目。
“疾病检测、测量和分析,细胞研究,医疗网络……美国总统奥巴马所描述的精准医疗概念无一不和我们所从事的3D生物打印应用范畴广泛契合。”根据蓝光发展(600466.SH)公告,它们设立的全资子公司四川蓝光英诺生物科技股份有限公司已投入2.15亿元用于技术研发和科研团队建设。
蓝光英诺3D生物打印的核心技术是,使用含人体干细胞和生长因子等的“生物墨汁”,结合其他材料层层打印出产品,经打印后培育处理,形成有生理功能的组织结构。
未来,它的最终目标是实现以血管再生为核心,构建具有完整生物学功能的组织器官,实现病变、衰老组织器官的精确修复和替代。这项技术成功后,有望解决全球面临的移植组织或器官不足的难题。“这就是我选择3D生物打印项目的原因,这是一项颠覆性、革命性的创新转型。”杨铿说。
在通向器官修复与替代的过程中,精准医疗的概念日益清晰。比如3D影像系统。“3D影像系统就是开发3D生物打印的附属产品,因为实现3D打印必然需要3D图像模形。众所周知,传统CT、核磁共振等影像图片均为二维图像,不仅普通人难以看懂,即使是专业医师,在遇到复杂病情时,也常对看片结果产生不同结论。”杨铿说,“基于3D技术的医疗影像系统,能以更直观立体的形式呈现病症,为医患双方提供术前规划、沟通、讲解,为医生提供复杂手术的术前模拟和术中导航等。这些不仅将提高手术的成功率,甚至还能在一定程度上解决因信息不对称而造成的尖锐医患矛盾。”
在四川省副省长陈文华、四川省政协副主席陈放参观、调研蓝光英诺时,杨铿都向来宾详细演示了这套系统。“为这套系统的开发实施,蓝光英诺建立了一个3D影像实验室,CT等二维影像资料可以在数十秒钟内被转化为准确的三维模式。遇有复杂病情,在3D立体影像的指引下,能突破手术难点和原有极限,提高手术成功率,实现精准医疗。”
蓝光英诺战略合作伙伴四川大学华西医院在该系统的运用方面已有成功经验。该院骨科脊柱外科专业刘浩教授团队采用3D影像系统,为一名多节段颈椎间盘突出伴椎管狭窄的患者实施了颈椎椎板单开门椎管扩大成形术;2014年11月,该院血管外科与四川大学再生医学研究中心联合,利用蓝光英诺3D影像系统完成外围手术期评估,成功为一例复杂瘤颈腹主动脉瘤老年患者实施腹主动脉瘤覆膜支架腔内修复术(EVAR)。
借鉴美国的精准医疗概念,在参观、调研了蓝光英诺的3D影像系统、3D生物打印技术后,四川省副省长陈文华在不久前宣布四川将设立省精准医疗推进领导小组。“精准诊断也是精准医疗的一部分。在3D影像系统下,避免因疑难杂症造成的误诊、漏诊,也将为解决医保浪费、亏空提供帮助。”有着丰富医药企业经验的蓝光英诺董事长任东川补充说。
有了3D系统,智慧医疗、大数据健康云平台应运而生。“借助3D看片系统,即可建立健康云平台。把所有医疗案例录入数据库,建立病例统计、检索系统及医疗模型,针对不同疾病的各种诊断、医疗方案、手术风险、手术过程、术后情况、随访追踪等一一记录在案。医生可以从中参考,完善医疗方案,并将实时医疗案例反哺云系统,增加数据库信息。这样的大数据智慧医疗概念,显然也是精准医疗的范畴。”杨铿说,“曾经的远程医疗、会诊难题,医疗资源短缺难题,都将因这套系统而出现颠覆性、革命性变化。”据杨铿介绍,届时中国首个A级医学影像数据云中心将在四川成都建成。
奥巴马说,为把精准医学实践规模扩大,提升对疾病机制把握及许多疾病最佳治疗方案的预测,将鼓励和支持新一代的科学家开发创造性的新方法,来检测、测量和分析范围广泛的生物医学信息——包括分子、基因、细胞、临床、行为、生理和环境参数等。
3D生物打印正走在这条路上。“3D生物打印的核心技术是生物砖(Biosynsphere)。即一种新型的、精准的、具有仿生功能的干细胞培养体系。”中组部首批“千人计划”国家特聘专家、美国毒理科学院院士、国际再生医学研究应用与规范联盟主席、蓝光英诺首席科学家康裕建介绍说,“因为直接取自每一个体的人体干细胞,修复、替换个体本身病变组织的异体排斥性不复存在,同时其结构和功能性匹配更佳,术后恢复等环节将变得更易被接受和顺畅。这是精准医疗的最高境界——个性化健康定制。”
因为干细胞直接来自人体,采用干细胞打印的组织进行实验得到的数据结果更加可靠而接近人体,因此由3D生物打印引发的精准医疗概念还将广泛应用于包括加快药物研发、审批进程,扩大医学、医疗器械检测范围等。
“以药物研发为例,以往的体外细胞研究是基于二维空间的平面实验,但人体环境不是二维,而是三维空间,二维空间的平面实验得到的结果很难真实反应人体真实情况,由此带来治病机制和药物研究的结果难以最终用于临床。同时在药物运用到人体前,还需要先在动物身上进行试验,也有部分对动物有效的药物可能对人体无效而最终不能应用于临床。还有些病毒因只在人体传播,动物不具有实验性,没有合适的动物检测模型,而限制了药物的开发范畴。”康裕建说,“运用3D生物打印技术,因为直接取自人体干细胞,打印具备生物活性的组织,因其本身为人体细胞三维精准构建的组织,其生理和病理状态以及对药物的反应都最接近于人体,远远优于现有的二维细胞培养和动物实验。因此对新药研发、药敏筛查、药物毒性和安全性检测等诸多方面都可能优于现有的研究和检测系统,其结果也更加仿生、精准、安全、有效。新药研发、审批都将提速。这也是一种精准医疗。”
甚至打印、移植器官的传统想法也发生了变化。杨铿所说的颠覆性、革命性和奥巴马倡导的鼓励和支持新一代的科学家开发创造性的新方法,来检测、测量和分析范围广泛的生物医学信息再次契合。“运用生物砖技术的3D生物打印,以干细胞培植和血管再生为基础,未来在病变处导入人体干细胞,直接进行修复和替换,就可能替代整体的器官移植。”康裕建说。