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专访|宣泽生物Farzin Haque博士:纳米技术正悄然改变癌症早期检测

2018/04/03 生物探索
在人类与癌症的斗争中,有一半的胜利是得益于早期检测。而纳米技术的出现,又使得癌症的诊断更早更准确,并可用于治疗监测。宣泽生物作为全球第一家从事基于蛋白纳米孔道的单分子检测技术进行癌症超早期检测的公司,一直在积极地推动这一创新技术的临床应用。近日,生物探索有幸采访了公司首席科学家Farzin Haque博士,请他分享了致力于纳米技术的故事。

与纳米技术结缘

“纳米技术”的理念最早由诺贝尔物理学奖获得者费曼所提出,1990年第一届国际纳米科学技术会议的召开,标志着纳米科学技术正式诞生。在短短二十几年里,作为最具突破的战略性前沿技术之一,纳米技术已经在材料、医疗、环境等领域引起颠覆性改变。

纳米技术的兴起,同样吸引了当时还在普渡大学读博士研究生的Farzin Haque。他一直想在这个领域有所作为,于是2008年在获得博士学位后,便开始积极寻找纳米技术领域的职位,希望能够充分发挥自己在膜生物物理学上的专长。

恰逢此时,Farzin Haque留意到了美国国立卫生研究院(NIH)纳米医学发展中心,这个中心由RNA纳米技术的先驱郭培宣教授领导,是NIH仅有的七个致力于纳米技术医疗保健的研究中心之一。在顺利进入该中心后,Haque博士主要负责开发基于噬菌体Phi29马达通道的纳米孔系统,并应用于疾病诊断。之后,他又加入另一个由郭培宣教授领导的美国国家癌症研究所(NCI)癌症纳米技术联盟资助的中心,开展用于药物递送的RNA纳米技术平台的研究。

在此期间,Farzin Haque博士取得了诸多科研突破,特别是设计了一系列功能强大的基于RNA的纳米传送平台,可以将治疗用的有效载荷(如siRNA,miRNA,核酶,化学治疗剂)靶向传递至癌细胞,并具有低毒性和高功效的特点。而在过去的十年中,虽然科学家们已经确立了多种候选癌症干预目标,但是在体内递送针对这些目标的治疗药物一直具有挑战性。

从科研界向产业界的跨越

虽然开发纳米孔平台超过8年时间,但想要将成熟的技术转化为临床,就必须得从实验室走出来。Farzin Haque博士很清楚这一点,于是2016年加入宣泽生物(pzbiology),公司使用的核心技术正是纳米孔平台。

如今,回想起这个决定,Haque博士笑着说,“这个决定对我来说很简单,我知道纳米孔技术的真正潜力。所以,当机会来临时,我很高兴加入宣泽来完成这项技术的临床转化。”

在担任宣泽生物全球首席科学家的期间,Haque博士正式完成了从“科研界”向“产业界”的跨越。他说,“在学术界进行研究与在公司工作非常不一样。 学术研究往往是开放式的,而我之前更多的是从事纳米孔平台开发的基础方面的研究。在公司里,我们更专注于临床方面的转化,将推动技术走向临床应用。”

Haque博士表示,宣泽目前进展基本按照计划稳步进行。公司在深圳拥有一支优秀的管理团队,在美国和深圳拥有强大的具有多学科研究背景的研发团队。我们共同制定了公司战略发展目标以及每一个发展里程碑,并努力不懈致力于产品的推出、优化、服务。

“研发并非个人,而是团队的合作。”这是Haque博士工作中非常重要的体会,“而且作为创业公司,很难自己完成所有的事情,我们需要与世界各地的领先机构和公司建立了高效的合作关系。宣泽在过去的几年里,与英国的牛津纳米孔公司,意大利的Element,美国的俄亥俄州立大学,肯塔基大学和新泽西理工学院,广东工业大学和中国四川大学等机构展开了深入的合作,并取得良好的进展。”

纳米医学领域主要的发展方向

专访中,Farzin Haque博士结合自身从业经历,还分享了许多宝贵看法。

诸如,将纳米技术应用于医疗卫生领域代表了现代医学的一个新发展方向,而纳米医学领域应用非常广泛,有许多使用不同纳米材料的平台,我们应该如何去辨别?对此, Haque博士认为:“每个平台都有各自的优势和挑战。从诊断角度来看,我们需要开发出一种在单一平台上即可发现和筛选多种生物标志物的纳米技术方法。我们还需要开发出可以保留被捕获生物分子的完整性以便进行下游活性分析的纳米诊断设备。从治疗的角度来讲,我们需要看到纳米材料可以穿透生物屏障并在目标器官积聚,并具有最小的脱靶效应。我们需要开发具有生理触发的下一代‘智能’纳米系统。我们还需要开发可以用于癌症免疫治疗的纳米技术。”

“我们的重点应该是将成熟的技术转化为临床,使得普通老百姓能够从中受益。” Farzin Haque博士反复强调,“要做到这一点,我们需要对纳米颗粒、纳米器件与生物系统之间的相互作用有深入的了解,还要不断培养具有医学应用价值的纳米技术研究领域方面的人才。”

另外,在Farzin Haque博士看来,2017年可以说是纳米医学领域的元年,这一年这个领域取得了诸多重大突破,特别是在纳米孔技术应用方面。他还给我们举了两个例子:第一个是牛津纳米孔公司将其开发的便携式Minion装置用于人类基因组测序,这也意味着基于测序的个性化医学即将成为现实。纳米孔测序可以解决医疗保健中的若干关键需求,例如基因表达变化,以及在临床中以经济有效和快速的方式积累遗传突变数据。而纳米孔应用的另一新兴并发展迅速的领域,是通过高灵敏度和高特异性的生物标志物的检测诊断疾病。

值得一提的突破,还有就是将天然分泌的外泌体应用于疾病治疗。Farzin Haque博士说道,外泌体能够与细胞膜融合并以高效率将其装载物质递送到细胞中。然而,外泌体通常缺乏特异性的靶向能力,可以与许多细胞非特异性融合,因此该技术主要的挑战就是如何改造外泌体并应用于靶向治疗。最近,郭培宣教授团队在Nature Nanotechnology上发表的文章展示了使用RNA纳米技术对外泌体进行再造并应用于癌症治疗。外泌体表面经由特异性的配体修饰,可以达到高效的肿瘤靶向和治疗性物质的递送,从而抑制肿瘤生长。

Farzin Haque认为,纳米孔癌症检测与基因测序、RNA靶向药物递送系统、纳米医疗机器人等将是纳米医学领域主要的发展方向。

期待将宣泽打造成世界顶尖

作为全球第一家从事基于蛋白纳米孔道的单分子检测技术进行癌症超早期检测的公司,宣泽生物一直在积极推动创新技术的应用。相比于影像检测、肿瘤标志物检测、基因检测等现有的癌症检测方法,基于蛋白纳米孔道的单分子检测技术有很多优势。Farzin Haque博士具体说道,“平台可以实现多指标联合实时检测,兼具低成本、无创伤、灵敏度高、特异性、可重复性好、易操作、便携式、实验时间短等优点。”

同时,宣泽团队正在开发一系列具有高稳定性和高检测能力的纳米孔道平台,以及用于生物标志物检测的新型探针,现正在优化各处组件之间的链接工作,以及同时启动开发供临床使用的软件。Farzin Haque博士预计,2019年初将开始临床试验,然后在2020年初有望推出产品。

身为宣泽生物的全球首席科学家,Farzin Haque博士也给自己确定了研发“小目标”——首先开发出诊断设备并开始针对某一种癌症的临床试验,根据需要改进设备的高通量和准确性,并在此之后推出产品。然后,不久的将来扩展到其他类型癌症以及病毒、细菌和真菌疾病。前期宣泽的市场将主要集中在中国,之后再向美国和欧洲拓展。

Farzin Haque博士希望,宣泽能成为世界顶尖生物技术公司之一,聚焦于基于纳米技术的个性化诊断与治疗。尽管这个市场竞争将非常激烈,但他相信,宣泽的产品将为诊断领域带来革命性贡献。

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