納米磁珠＋AI：讓液體活檢越走越近

不久前，南方科技大學-美國矽谷Apostle聯合項目落戶深圳，其聯合創始人是來自美國斯坦福大學和杜克大學的三位博士葛東亮、張博、郭昕，並由美國科學院院士查爾斯·坎特博士任顧問。這個「豪華技術團隊」要讓液體活檢查癌在中國越來越近。

葛東亮博士介紹，一些實體腫瘤細胞的DNA可以釋放到外周血中，主要的途徑是腫瘤細胞凋亡和外泌體等。通過外周血漿，或其他體液進行癌症DNA診斷，就是可以作為日常體檢項目的液體活檢技術。液體活檢技術，針對各類癌種的早期篩查，早期即成功檢測，並處以小規模、可控制又非常高效的外科手術，世界經濟論壇和《科學美國人》都將液體活檢技術列為2017年全球十大新興技術。

現有技術面臨兩大挑戰

腫瘤DNA可作為腫瘤早期診斷的有效工具，但必須對其進行準確靈敏的檢測。葛東亮介紹，在這一領域，目前國際科研及產業界遇到了一個關鍵挑戰：已有的液體活檢技術，對存在於外周血漿中的腫瘤DNA進行檢測時，無法提供早期診斷所需的準確度。

由於高通量測序有技術本身無法避免的誤差，造成了目前技術難以逾越的障礙。即使將目前的錯誤率在技術上降低數百倍甚至數千倍，在極高乘數測序下，用於腫瘤早期診斷時，我們仍然無法分辨這些累積的誤差與真實的腫瘤突變之間的區別，從而無法實現有效的早期診斷。

液體活檢技術應用於臨床的首要挑戰是，患者體液中的遊離核酸含量和濃度很低，每10毫升血中通常只有幾納克到一兩百納克，而現有的核酸抽提技術都是百微克級的，用於液體活檢的極微量小片段核酸物質時，抽提效率不夠。由於遊離核酸本身含量和濃度很低，其中來自於疾病組織的遊離核酸含量更低，當抽提效率不夠時，無法保障檢測質量。所以，當下全球亟待一種高效獲得遊離核酸並放大其中癌症信息的綜合早篩研究方向與平台。

國際獨創方法解決關鍵問題

「我們的納米磁珠和人工智慧專利是專門設計用來解決這兩個關鍵問題的。」葛東亮介紹，納米磁珠是一個直徑很小，具有核心-包膜-特殊修飾的三層結構。它既可以與體液中極微量小片段核酸物質完全高效地結合，逆向又能完美有效地解除和釋放，對極微量小片段核酸物質可以達到95%以上的富集，從而能捕獲含量稀少的腫瘤DNA，解決了目前遊離核酸捕獲效率低的世界性難題。

而對不同腫瘤基因突變的甄別就要靠人工智慧了。葛東亮告訴記者，他們建立了一個含有35000名腫瘤病人基因組信息的大資料庫，其中涵蓋了超過25種癌症種類，又設計了一種專門的計算機演算法，其目的是在大資料庫中，面對紛繁複雜、異質化的基因組現象集合，通過機器自我學習，訓練計算機高效、高速、準確辨識腫瘤的有效突變，區分疑似突變，摒棄無效突變。這樣的機器自我學習和進化的邏輯、方法和機器智能思維體系，能應用到更多未知的檢測空間，從而徹底解決疾病遺傳異質性對於檢測的挑戰。目前在國際領域，這樣的方法是獨創的。

聯合項目目前已經進入產業化階段。葛東亮表示，這項前沿「黑科技」已不是實驗室的論文，而是可以產業化的項目。這種極有前景的新技術一旦投入廣泛應用，將極大改善國計民生，為國家帶動千億美元級別的產業規模。劉傳書

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