打贏疫情防控戰,高校科研人員吹響戰“疫”號角


為應對新型冠狀病毒感染的肺炎疫情,連日來,全國高校科研工作者紛紛把科研精力投入到最緊迫的疫情防控攻關任務上來。從1月下旬起,北大、復旦、浙大、南開等一批高校集結科研力量,啟動了一批應急科研攻關項目,他們與科研院所等聯合攻關,在這場與病毒爭奪生命的戰“疫”中貢獻高校科研力量。


浙江大學


幾天前,在浙江大學醫學院附屬第一醫院傳染病診治國家重點實驗室,國家衛健委高級別專家組成員、中國工程院院士、浙大醫學部教授李蘭娟帶領科研工作者成功分離了8株新型冠狀病毒,她表示,“有幾株非常適合做疫苗”。


浙江大學牽頭,聯合省內多家科研單位承擔了“新型冠狀病毒病原變異與防控關鍵技術研究”項目。目前,實驗室正在對病毒的變異、病毒的致病力等進行研究,以及通過病毒來研究新型疫苗和篩選抗病毒藥物。


清華大學、北京大學


病毒基因序列對於檢測、快速診斷、疫苗研發和藥品研發都具有重要意義。北京大學的黃岩誼和謝曉亮研究團隊聯合清華大學王建斌研究團隊在國際權威學術期刊《美國科學院院刊》發佈研究論文,稱已開發出名為SHERRY的轉錄組測序快速建庫新方法,這一方法有望助力新型冠狀病毒的測序。


據介紹,新轉錄組測序快速建庫方法將簡化建庫的過程,同時大幅減少樣品的用量。整個流程需要5個步驟,可在1個試管中完成,時間僅約4小時,其中手工操作時間不到半小時,成本僅為常規方法的五分之一。


研究團隊的首個臨床應用就是對新型冠狀病毒感染者進行測序。新型冠狀病毒屬於RNA病毒,其序列已被中國科學家測出。與現有的RNA測序建庫方法相比,SHERRY更靈敏、更簡單,這對檢測和分析十分重要。


天津大學


新型冠狀病毒肺炎疫情出現以來,天津大學生命科學學院黃金海教授和葉升教授團隊瞄準臨床實踐所需,制定了病毒、抗體快速診斷以及生物防治製劑的研發方案。團隊迅速製備獲得新型冠狀病毒高純度蛋白,並與北京華科泰生物技術股份有限公司聯合完成免疫熒光層析試紙條檢測病毒抗原靈敏性、交叉性等實驗,成功研發出2019-nCoV新型冠狀病毒抗原熒光免疫層析快速檢測試劑盒。


打贏疫情防控戰,高校科研人員吹響戰“疫”號角


與目前臨床使用的檢測試劑盒相比,新型試劑盒最大的優勢是“快”,可在15分鐘內檢測出是否為新型冠狀病毒,極大地縮短了檢測時間;同時該試劑盒具有高靈敏度,病毒蛋白檢測達到pg級,為病毒感染的早期篩查提供了簡便靈敏的手段。實驗結果顯示,新型試劑盒檢測限、靈敏度、線性係數等性能指標均滿足對病毒抗原檢測的有效性要求。目前,新型試劑盒正在加緊臨床驗證,在獲得相關部門檢驗審批後有望用於疫情的快速檢測和早期診斷,縮短疑似病例的篩查時間,助力新冠病毒疫情的防控。

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為了與疫情搶時間,天津大學生物信息中心新型冠狀病毒基因組註釋數據庫已上線,並納入中國國家基因組科學數據中心向全球開放服務,便於各界共同開展病毒防治相關藥物的研發。


目前在美國NCBI網站上公佈的新型冠狀病毒全基因組序列,很大一部分缺少詳細的基因組註釋,尤其是對多聚蛋白酶切位點的註釋。天津大學生物信息中心的高峰教授、羅昊博士採用已研發的ZCURVE_CoV系列軟件對包括新型冠狀病毒在內的2000餘株冠狀病毒的基因組進行了基因識別和酶切位點預測,並以數據庫的形式提供網上服務。


該數據庫有望為新型冠狀病毒基因組結構、基因功能及病毒起源與變異以及藥物研發等重大問題的研究提供科學根據。作為合作單位之一,該數據庫也可在國家基因組科學數據中心網站通過跨庫檢索形式訪問。


復旦大學


1月30日,國家衛健委正式批准復旦大學三級生物安全防護實驗室(簡稱“P3實驗室”)開展新型冠狀病毒實驗活動。該實驗室將針對肺炎疫情相關的新型冠狀病毒開展病毒培養、動物感染實驗等項目。


在聞玉梅院士的指導下,上海市疾病預防控制中心和復旦大學上海醫學院基礎醫學院新型冠狀病毒攻關團隊密切配合,由上海市疾病預防控制中心挑選多例確認病例的鼻/咽拭子樣本用於實驗,復旦大學上海醫學院基礎醫學院新型冠狀病毒攻關團隊通過使用兩種細胞系(vero-E6和Huh7細胞)接種樣本,從一例病例樣本中,於2月7日成功分離並鑑定出新型冠狀病毒(2019-nCoV)毒株,該毒株在細胞培養中擴增迅速,可得到較高滴度的病毒;間接免疫熒光法發現病毒感染細胞顯示典型冠狀病毒樣病變-合胞體。目前,實驗室已基本完成該病毒株的全基因組序列測定和分析,與新型冠狀病毒(2019-nCov)參考基因組(EPI_ISL_402119, GISAID)相比,同源性大於99.9%。


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復旦大學應天雷等團隊宣佈,首次發現SARS-CoV特異性人類單克隆抗體CR3022可以與新型冠狀病毒的受體結合域(RBD)有效結合。CR3022或有潛力被單獨或與其他中和抗體組合開發作為候選療法,用於預防和治療新型冠狀病毒感染。

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2020年2月4日,復旦大學生物醫學研究院藍斐,樊嘉等人在bioRxiv 在線發表題為“Specific ACE2 Expression in Cholangiocytes May Cause Liver Damage After 2019-nCoV Infection”的研究論文,該研究使用兩個獨立隊列的單細胞RNA-seq數據對健康肝臟組織中ACE2的細胞類型特異性表達進行了評估,並鑑定了膽管細胞中的特異性表達。


結果表明,2019-nCoV可能直接與ACE2陽性膽管細胞結合,但不一定與肝細胞結合。該發現表明SARS和2019-nCoV患者的肝異常可能不是由於肝細胞損傷,而是膽管細胞功能障礙和其他原因,例如藥物誘導的和全身性炎症反應引起的肝損傷。研究結果表明,應在住院期間和治癒後不久對2019-nCoV患者進行肝功能異常特別護理。

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南開大學


南開大學舉全校之力啟動了4個新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控應急科研攻關項目。其中,由洪章勇教授牽頭的團隊,與華中農業大學聯合攻關,進行抗新型冠狀病毒疫苗的研發工作。由張宏愷研究員負責,聯合中國科學院院士、南開大學原校長饒子和團隊,從康復病人血液中分離中和性抗體及抗體工程改造,希望儘快獲得針對此次新型冠狀病毒的全人源中和性抗體,用於病毒診斷和疫情防控。


張曉東教授致力於開發“抗病毒口罩”,該口罩依據病毒與結合蛋白特異性結合的特點,能高效截留和吸附病毒,達到阻止病毒傳播的目的;同時“抗新型冠狀病毒治療性多肽霧化製劑”也正在研製。


黃森忠教授團隊致力於傳染病模型預測,他們應用學校自主研發的EpiSIX程序,實時跟蹤新型冠狀病毒疫情,並將預判結果提呈疾控部門參考,同時對未來可能的疫情防控積累數據與經驗。目前,南開大學已啟動第二批項目徵集工作。


華中科技大學


日前,華中科技大學電信學院聯合華為雲等團隊,研發並推出了新型冠狀病毒肺炎AI輔助醫學影像量化分析系統。


由白翔、許永超等老師負責的華中科技大學—華為智能創新實驗室積極發揮自身優勢,針對新冠肺炎與華為雲等團隊共同研發出AI輔助醫學影像量化分析系統,目前取得了有效進展。


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針對患者胸部CT影像中呈現多發小斑片影、多發磨玻璃影、浸潤影、肺實變等特點,華中科技大學許永超等老師提供了基於紋理感知的病灶分割核心算法支持,該算法可實現單病例全自動精準量化結果的秒極輸出,大幅提升了診斷效率,減輕醫生診斷的繁重負荷。


許永超表示,結合臨床信息,系統可以輔助醫生更高效地區分新冠肺炎的早期、進展期與重症期,有利於早期篩查與防控。同時,對於確診病人,基於對多次複查影像數據的量化分析,醫生能夠有效評估病情進展及用藥療效等情況。


湖南大學


近日,湖南大學機器人國家工程實驗室加快科技攻關,研發了面向病患的雙臂協作輔助診療機器人、智能消毒與巡檢機器人、配藥檢測機器人等,降低醫護人員的感染風險,提高防控效率。


面向病患的雙臂協作輔助診療機器人具備語音交互、智能診斷、遠程遙控等功能,可通過AI大數據實現現場遠程輔助診療,使前線醫務人員在不接觸病患的前提下完成測溫、看護等。


該機器人的智能移動底盤配置有鋰電池和自動充電模塊,搭載激光和視覺傳感器,能實現機器人自主靈活長時間移動;機器人手臂上配置有主動視覺傳感器和紅外測溫成像儀等,能主動探測人體溫度並進行預警統計;手臂上安裝的消毒液噴灑頭,能對醫療環境進行消毒;機器人身上配置的語音模塊等,方便操作人員於機器人進行控制和人機交互,實現複雜流程的遠程協作。


智能消毒-巡檢機器人能夠自動無死角噴灑次氯酸消毒液進行消毒,同時還可以自主巡邏,具備移動式紅外測溫篩查、循環播報提醒等功能,實現遠程可視化指揮。


此外,機器人國家工程實驗室還聯合湖南愛米家智能科技有限公司,研製的用於隔離環境的藥品運輸和雙臂協作配藥檢測機器人系統,相關技術和設備可協助醫護人員完成病毒檢測、藥品運輸等工作。


機器人國家工程實驗室主任、中國工程院院士王耀南表示,

團隊研發的系列機器人,可輔助或代替醫護人員進行巡檢、消毒、測溫、診療等工作,實現機器人現場網絡遠程視頻監控和數據分析研判等。一旦投入使用不僅可以緩解醫護人員緊缺的問題,還可以極大的減少醫護人員的工作時間和勞動強度,顯著的降低二次汙染和交叉感染的幾率,大大提高工作效率。


上海交通大學


上海交通大學系統生物醫學研究院韓澤廣教授會同一些在校老師開展攻關研究。該研究以基本明確的2019-nCoV冠狀病毒經過人ACE2受體侵入細胞這一結論為突破口,除了以肺泡二型(AT2)細胞因ACE2高表達而成為這種冠狀病毒侵入的首要靶標外,推測該病毒還可能通過ACE2攻擊人體其它器官。因此,研究利用最新的單細胞RNA測序數據,對人體主要生理系統包括呼吸系統、心血管系統、消化系統和泌尿系統相關器官和細胞類型的ACE2表達進行分析,進而構建易受2019-nCoV冠狀病毒侵犯的人體器官風險分佈圖。


研究利用肺單細胞RNA-seq數據估計肺AT2細胞中ACE2陽性的比例,並以此數據作為基線。若其他器官中存在任何一種細胞類型所含有的ACE2陽性細胞的比例大於或等於該基線值,則認為該器官為高風險。通過對人體四大系統,即呼吸系統,心血管系統,消化系統和泌尿系統部分器官的10套單細胞數據的分析,結果顯示,心臟、食道、腎、膀胱和迴腸都具有與肺泡中相似或更高的ACE2基表達,提示這些器官有可能受到新型冠狀病毒侵襲。而這些器官分別所含有的AT2細胞、心肌細胞、腎近曲小管細胞以及迴腸、食道和膀胱上皮細胞因高表達ACE2而有可能成為病毒侵襲的入口。

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中國藥科大學


自疫情爆發以來,中國藥科大學緊急組織多個研究團隊進行技術攻關,開展了抗新型冠狀病毒(2019-nCoV)潛在藥物的篩選研究工作,努力為一線防控治療提供重要科技支撐。


通過具體分析,余文穎團隊找到了1個廣譜抗病毒藥物和3個抗HIV蛋白酶抑制劑、1個ACE抑制劑類的抗高血壓藥物、1個治療肺結核的抗菌藥和10個廣譜抗菌藥物等。 這些藥物單獨或者聯用組合,可為新型冠狀病毒感染肺炎患者臨床治療提供參考。


四川大學、電子科技大學、國防科技大學


由四川大學牽頭, 電子科技大學、國防科技大學共同組建的新型冠狀病毒大數據交叉學科研究平臺,利用現有數據存儲平臺、運算平臺,結合歷史上國內外所有重大流行病和重大災害的數據和規律,判斷未來新型冠狀病毒的趨勢,並在此過程中逐步積累研究基礎、培育一流的研究團隊,為新型流行病研究和防控貢獻科學力量。


香港大學


據香港《東方日報》2月1日報道稱,香港大學病理學系臨床醫學教授黎國思(JohnNicholls)與香港大學醫學院公共衛生學院教授潘烈文和裴偉士(MalikPeiris)通過培養受感染細胞,觀察到了新型冠狀病毒的生長過程。


打贏疫情防控戰,高校科研人員吹響戰“疫”號角


新型冠狀病毒的薄片電子顯微圖像顯示,病毒粒子從受感染細胞的表面釋放出來。黎國思表示,每個受感染的細胞會衍生出數以千計的病毒粒子,從而繼續感染新細胞。


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