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康熙雄:5G+北斗时代的POCT

来源:生物谷 2020-11-21 08:41



2020年11月13日,2020中国POCT年会在渝顺利召开。康熙雄教授发表了《5G+北斗时代的POCT》主旨报告,对近年来POCT行业飞速发展进行回顾,他指出2020突如其来的新冠肺炎对医疗健康、检测检验提出了巨大挑战,而POCT在这个特定的环境下,也发挥了巨大的作用,很多POCT领军企业也都在第一时间作出响应,研发出相关检测检验等产品;此外,结合新业态,行业新趋势,新技术特别是"随着5G,物联网,人工智能,等新兴技术发展与POCT融合,行业未来将有更加广阔的前景。

根据会议直播,对报告内容进行整理和总结,分享给者,以下为康熙雄教授演讲全文:

尊敬的各位领导,各位专家,各位同行,

大家上午好!

今天能在这里跟大家一起见面,我觉得非常幸福!在头半年里,我们几乎是在背后默默地工作,在座的大家都是同样的。能不戴口罩,和亲密的同行们在重庆这个美丽的地方学习和交流,这是何等的幸福啊!这是我从来都没有过的感觉,激动的心情和满满的幸福由衷而来。

今天,和大家共同探讨有关POCT展望的一些事情。我今天讲的是5G和北斗融合发展的环境,这个环境和我们的健康有什么关系呢?好多人反过来问我--5G和北斗有什么关系?那我慢慢地和大家一起交流一下,因为我提出来的一些主张仅仅是个人观点,希望大家批评指正。经过近一年的实践过程当中,我们确实体会到,我们面前迅速发展的社会是一个突变的社会,包括政治上和自然环境上。为了应变不确定性,我们一定要把不确定性当作常态来对待。提高自身的能力,适应不确定,创新是提高自身能力的唯一途径。我想,这是近一年经过新冠病毒疫情,我们大家的亲身体会,共同感受。

在这里,简单地给大家介绍并汇报一下中国POCT年会的情况。我们中国POCT年会是从2015年开始的,每年开一次,共同探讨行业所面临的问题和挑战。在这个过程当中,我们确实体会到POCT是一个非常灵活并极具实战性的阳光平台。今天,我们高兴地看到全国人民经过了共同抗疫以后的成果。通过这次新冠疫情,我们每一个专家,每一个普通的公民,以及全球的人都知道了,知道什么了呢?核酸检测是何等重要的,抗体检测是何等重要的,抗原检测是何等重要的,尤其是瞬息万变的对应策略,现场快速检测是何等重要的。大家共同奋斗过的这些年,我们没有白奋斗,更深刻认识到了现场快速检测平台的重要性。一分耕耘,一分收获。今天,我们应该感到骄傲和自豪,让我们把掌声送给五年来为POCT默默付出的专家、学者和企业家以及社会各界人士!

2015年,在POCT概念和产品进入中国20年的时候,我们第一次在宁波举办中国POCT年会,当年的主题是:智领医疗、管控风险、创新发展;2016年在无锡,主题是:分级医疗--机遇和挑战;2017年在成都,主题是:快与慢的对话--POCT的移动平台与大健康;2018年在杭州,主题是:新时期、新科技、新标准、新示范和新应用;2019年也在杭州,主题是:面临5G时代的POCT

五年来,在我们大家的共同努力下,POCT产品已经家喻户晓,POCT理念逐渐深入人心,从定性到定量,从定量到全自动,再到蓬勃发展的分子诊断POCT成就了中国体外诊断(IVD)行业中最具发展潜力的细分市场。因为POCT,以病人为中心不再是梦想;因为POCT,科技成就了生命的奇迹;因为POCT,健康和我们不再遥远。

今天,在去年的基础上,多加了一个北斗。我不知道大家有没有注意,在宣传背景板旁边有一个5G和一个北斗。多加一个北斗,是什么内涵,跟大家共同商讨一下。根据今年的疫情,我们的主题是精准抗疫,全民健康,在这里面,我们提出的精准抗疫和全民健康是互相不矛盾的。没有全民健康,就不可能有精准抗疫,没有精准抗疫,也不可能保证全民健康。所以这次会议的主题就像上面所说的那样,依靠大家的共同努力,设立这么几个标题--纳米酶与POCT的应用研究、检疫和动物的POCT、后疫情时代的智慧医疗、POCT标记物转化论坛、POCT与毒品检测、居家检测引领结直肠癌和早筛的时代、基层POCT管理、POCT和慢病管理、POCT和前沿技术、六大中心与POCT、首届中国超声现场检测和创新论坛、公共卫生与POCT、核酸现场快速检测。尤其是核酸现场快速检测和新冠病毒的快速检测,我们在会场二楼设了一个专场,希望大家踊跃去观看我们技术平台的最高峰,这些都是国家科技部和发展中心,以及我们的国家药品监督管理局(NMPA)已经批准过的产品。这是疫情后一次全面展示新冠检测技术和相关产品的大舞台。在这里,我代表大会对为了组织分论坛而辛勤付出的各位负责人表示感谢。

今天,我跟大家讨论的内容归纳为七个方面。

第一,新冠疾病标记物与相关启示。我们的检验,大家认识到这是一个大检验,大检验的概念是什么呢?是医学、预防医学和大健康三个领域的大检验,所以,我们今天的医学要跨学界了。另外,为了建设健康强国,我们不仅要做疾病,更要做人的健康评价,人是涉及到环境、人畜共患,或者是其他更多方面的一个广阔领域。所以,通过这次新冠疫情,我们觉得,这是一个医学与其他学科相结合在一起的跨学科的大领域。

第二,健康标记物。健康标记物是什么呢?要想把健康中国建设好,一定要认识健康标记物的问题。至今,人们普遍强调疾病标记物,从而忽视了其他信息,这是多年以来以疾病为导向的必然结果。

第三,人体全息信息的采集手段。全息是什么概念?人体健康全息是什么概念?这是我新提出来的,希望和大家一起讨论这个概念的合理性和实用性。

第四,新技术与POCT。新技术是层出不穷且更新换代的,从它的角度上,如何理解和POCT的关系,共同对付这个可变着的时代里面的复杂而多变的情况。

第五,智能化的努力。

第六,技术平台的共用。

第七,管理政策的建言。管理政策的建言很可能提得不完善,但是,我和我们的同道一直在讨论和研究。美国的相关技术平台分三级,其中第一级里面包括豁免,豁免情况能不能从我们的国家药品监督管理局(NMPA)的角度把第一部分健康领域的检测体系松绑,这是我的建议,是从管理政策方面的建言。

大家都经历了或正在经历新冠,诊断标准中检测是1+3,除了CT以外,基本上都是临床实验室的快速检验的问题。这里面,应该迅速地反映的就是我们现场快速检测体系。采集样品和检测大家都体验过了。新冠病毒在人体里面首先去哪儿?只不过是肺是第一道门,所以大家把这个说成是肺炎。实际上,它是累及到全身各个脏器的,甚至到睾丸部分。所以,好多男同志加重的多,死亡的比例相对也是高的。

在这里,我想提出来的是标记物。我们的技术平台,一个是需要标记物--疾病标记物、健康标记物。标记物不仅仅是神经肽、细胞因子、激素,等等都作为我们的标记物,反应着我们身体里面的一些情况。大家知道,疾病从潜伏期到发症、轻症、重症、危重,恢复、死亡的过程当中,有几个风暴。第一个就是免疫识别和免疫感应,接着就是免疫风暴,炎症风暴,凝血风暴、脏器风暴和纤维化风暴等等,依次把人的各种疾病了解、观察和评价。这里有很多我们所谓的疾病标记物,疾病标记物之前还应该认识还有一个健康标记物,这一个过程。疾病前期应该是健康评价体系的认证,为了这个,国家这几年连续不断地在建康上发信号,把他当作建设强国的体系。这一体系应该分为院内和院外。院内的体系已经从内外妇儿的体系逐步发生变化,正在通过流程和通道来建设新的机构,不断地建设新的各种中心。我们回想起来,吃不饱的时候,我们建立了肠道门诊,吃饱了以后因为发烧,建立了发烧门诊,除了肠道门诊的5月到10月的时间段,以及发烧门诊的10月到第二年的5月,一年到头全有以外,还建立了很多胸痛中心、卒中中心、妇产科中心、危重新生儿救治中心和创伤中心等,医院的机构正在不断发生变化,基层医疗也逐步在发生变化。习近平主席非常强调,基层医疗的保障是多么重要。

疾病是常态化,但是强调低成本。疫情对我们大家来讲是一个平时非常不重视的地方,但是,一旦需要时就是爆炸式的需求。今年一开始,我们的实验室检测能力是一个项目核酸检测能力为200项一天,北京新发地发生疫情,突然卫生主管部门来任务,一天必须检测12000,我们的需求突然增加,这样我们医学实验室时而被敲警钟。健康领域尤其健康评价体系是非常薄弱的环节,几乎没有评价体系。目前存在生存时间的两极分化。在座的同志们,可能走到衰老的过程上可以达到90岁以上,甚至100岁以上。但是,还有一批人往前移,在30-40岁,或者50岁就先走了,为什么呢?因为没有预测,要想预测,必须有数据的支持。这种健康数据的采集就必须得有一个信息采集的过程和途径。

这个采集的场景,目前我们只是在医院和体检中心的设施里,今后应该是把他变成为职场,移动过程和居家检测,所以,后三部分是健康评价里面非常重要的关键场所。要想跟着人走着采集,必须是5G和6G,健康全息的量是相当大的,通过5G和6G来得到获取,这些获取是,一个是传统采集,就是医院里面采集,现场采集、组学采集、移动采集、居家采集来完成,而且不仅是生化信息的采集,生理信息的采集,物理信息的采集,包括量子化信息的采集。加在一起,建立了一个健康全息的概念。可采集的生命个体健康相关的全部信息作为一个健康全息的概念。标记物从疾病标记物延伸到健康标记物和预测标记物。学科也是逐步发生变化的,实验诊断学,健康全息学和医学预测学。

临床实验室常态走向是从疾病走向人。要想走向人,设备的技术平台原则上应该是从大到小,甚至贴在身上,什么都感知不到。采集是定点采集变为跟进的动态采集,检查从计数转变为提案,组学是向转化服务。采集到健康全息,大力开展预测医学,这是一个体系,也是一个逐步完善的过程。全身的了解,脏器的了解,分子诊断的了解,收集了更多的信息,形成网络体系的前提下进行预测。

什么样的预测呢?这是我借用上海生物研究所的一张幻灯片--基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学、细胞、器官、影像、体质、心理,甚至把功能全加在一起,作为表型全部信息采集来向前走。遗传基因是新一代测序仪来对付,微观表型是通过蛋白组学、代谢组学,宏观表型是通过新一代成像技术,宇观表型是基于人群队列的多维度观测,瞬时表型是实时成像,实时捕获蛋白质组,长周期表型是低成本、高效通量检测技术,复合关联表型是大数据网络构建技术等技术手段加在一起,形成一个完整的健康体系。这些方法学全部组成了一个完整的健康大数据体系,这样庞大的健康数据采集只能在5G+北斗时代才能完成,组成人体健康全息的一个过程。生物标志物不仅仅是生化标志物、还有生理标志物,行为标志物等。

所谓的5G+北斗是什么呢?5G是极高速率、极大容量、极低时延。5G+北斗给互联网带来的最大好处是,实现人、机、物可追溯,可拦截的自由控制。5G是智能化的基础设施,其极高速率、极大容量、极低时延的特征,可为满足未来虚拟实现、智能制造、自动驾驶等应用需求提供基础支撑,北斗是一种赋能技术,通过与其他技术的融合,北斗为这些技术赋予时空新功能,使这些技术升维增效,随着时代发展,未来应用有极大想象空间。5G与北斗相互赋能,彼此增强,可以产生感知、学习、认知、决策、调控五大能力,让广域或全球性分布的物理设备,能在感知的基础上具有计算、通信、远程协同、精准控制和自治等功能。

习近平主席强调,只有构建起强大的公共卫生体系,健全预警响应机制,全面提升防控和救治能力,织密保护网筑牢筑实隔离墙,才能切实为维护人民健康提供有力保障。

刚才我看到了我们的会议直播设备,我在这里讲的图像和那面映射出来的图像是有差异的,这是为什么呢?因为它存在着时差。5G是把时差给减少到极低,北斗是什么呢?北斗是定位,你在哪里?非常准确地定位。昨天,我参观了一个生产马桶的厂家,尿的测序它都用雷达,雷达照一下,尿的主线在哪里?雷达一扫完,接尿的东西就过来了,这叫定位。所以,5G和北斗结合在一起才能实现健康全息的采集。不仅在国内,国外也很重视家庭健康的评价体系,并促进相关产品的迅速发展。6G时,植入到人体的器件可以通过6G网络实现实时连接,人体的健康数据迅速地涌向一个地方,可以更好地监控人体健康状态。全球性的需求是重大疫情防控和重大慢病早诊,中国特色的需求则是进口替代、分级诊疗、大医院战时状态。围绕残障康复、分级诊疗、精准医疗、慢病防控、健康养老、重症救治的全过程中,我们的产品包括POCT应该怎么发展?基层一体化的采集过程把信息整合在一起,具体部件包括核酸提取、扩增技术、反应器件、反应介质和信标+分子(寡核苷酸),怎样把它们整合在一起,用掌上测序设备、微流控POCT和适配体POCT等新型POCT技术,把这个事情做好。这样就真正达到了主动健康的这样一个体系,采集信息跟着人走的这样一个体系。

包括环境和生物体本身,以及国家的相关政策和POCT的突破、创新、建立、研制和解决等领域的一些情况,把它提升为:创新三大颠覆性技术(纳米孔技术、单分子检测、无创生化检测)、研制三大关键器件(柔性电子皮肤、数字生物探针、硅基光子传感器)、突破三大技术工程瓶颈(微流控工程技术、智能生物传感、BIOMEMS)、攻克三大技术难关(多重检测技术、超微分离技术、AI+POCT技术)。而且具体地形成了一个得力而健全的体系。比如说手机体系(手机实验室),集成像、物理、生化于一体的体系,包括生物分子机器人、磁导纳米机器人、纳米诊断机器人等等,加在一起,实现全息、实时预警与监测体系,带动产品研发,以及助力分级诊疗的情况。

我们的医疗健康应该是从无到有,从大到小,这是一个必然的去向。比如质谱,是走向核酸和一些更具体的方向,像类似这样研究型的超型的光谱仪,这样一个非常小的,可以携带的仪器向前走。这些气质谱仪器可以从皮肤的角度能把微小代谢分子标志物,实现个性化健康生化信息的数据采集,用在个体化健康上。芯片真正的提高,是从整体到细胞,纳米酶也是阎锡蕴院士带领大家研究的主要内容之一。未来发展的方向,一个是便携式生物医学传感检测仪器研究,一个是穿戴式生物医学传感检测系统研究,还有植入式传感检测系统研究和柔性电子技术研究等。从时间上看,从飞秒的角度,即光镊(光束镊子),它可以把细胞器的某一个器件夹住,甚至把双螺旋的体系用光镊子把它夹住,它的实际应用,已经在国内成品化了,核酸检测的模板的样本也出来了。在公共卫生事件中,我们怎么把标记物用在预测体系上,比如,把健康人的尿接过来,用在新冠病毒的预测,提前能检测出来。2014-2019年,美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市的AI医疗技术/产品涵盖心血管疾病、精神疾病、内分泌疾病和眼科疾病以及放疗方案、老年医学、急救医学、病理诊断、整形外科等领域。

原材料、零部件、器智能、强转化、防疾病、促健康--相信5G+北斗将会更好地赋能"十四五",POCT充满期待,也必将迎来朝气蓬勃的大发展

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