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港粤研讨会 | 生物芯片应用医药研发脱颖而出

2020-02-20

  基础科学驱动价值投资

港粤资本

专注新技术应用场景的中早期投资

旗下直投基金、跟投基金、产投基金

布局结合人工智能及大数据的创新性项目

重点关注医疗、新材料领域的创新公司

培育行业领军者

极速BP通道:bp@ifsc-gd.com

港粤资本生物医药技术研讨会是一档探讨前沿生物、医疗技术的系列专题研讨会,我们在2020年2月13日成功举办了“生物芯片与医药研发”为主题的第一场研讨会,重点探讨了生物芯片前沿技术在新药研发、精准医疗、体外诊断领域的应用及价值。
这场历程2个半小时的线上研讨会共有超30位嘉宾参与,港粤资本、大橡科技、中科院微生物研究所、晶泰科技、中山大学等公司和科研院为我们带来了精彩的分享及见解,吸引到了众生药业、金鸿药业、量子生物、博济医药、光华科技、东富龙科技等上市公司的代表积极讨论和交流,聚焦、精炼,本文便是小编对研讨会干货内容进行的实录,Enjoy~。

生物芯片的应用及投资价值

港粤资本 投资副总监 许越

港粤资本在医疗健康领域,现重点关注生物芯片、生物医药、合成生物、体外诊断等领域的投资机会,发掘“科技企业家”。

01

生物芯片技术发展趋势与市场规模

基因芯片,又称DNA芯片,可以通过核酸杂交技术来检测未知序列,研究基因表达,随着90年代人类基因组计划的兴起得到了迅速发展。

所以,基因芯片最为成熟,未来趋势包括除核酸片段外,还可以将多肽分子甚至细胞、组织、类器官等生物样品固化于支持物的表面。RNA芯片、蛋白芯片、2004年后才开始兴起的微流控芯片及2010年发展兴起的器官芯片等是发展方向。

市场规模到底多大?生物芯片市场以31.6%的年复合增长率快速发展,2020年市场规模达184亿美元,反映了投资机会和价值。微流控芯片、器官芯片将支撑行业快速发展。

目前市面上主流的芯片供应商有:Affymetrix(昂飞公司16年被赛默飞16亿美元收购)、Illumina(市值435亿美元)、Agilent、NimbleGen(现属罗氏 Roche),我国相关上市公司有微芯生物、星湖科技、中新药业、复旦复华、东富龙、博晖创新等。

02

基因芯片与医药研发

基因芯片的最大优点在于其高通量,芯片可密集排列成千上万个生物分子,可分析数千上万个参数,从经济效益来说,最前景的应用领域可以用来进行药物研究,寻找新的药物作用靶点、研究各种药物对不同基因的作用,开发新药及对药物进行毒性评价等。

具体到公司上,科创板上市市值270亿元的微芯生物,就主要从事应用生物芯片技术、计算机模拟药物设计等前沿技术进行原创新药开发和生物技术服务,目前其开发的专门应用于药物研究的毒理分析芯片、药理分析芯片和肿瘤病理分析芯片和相关的芯片信息分析系统代表了该领域的国际水平。微芯生物独立研发的先导化合物临床前评价化学基因组学方法在世界上一直占据领先地位。

生物芯片应用医药研发具有投资前景,其发展动力主要来源于新药开发过程中的基因组学与蛋白质组学的研究及相应的产品开发。但因药理的复杂性,此应用还处于初级阶段。

蛋白质组学方向包括蛋白芯片(Protein Chips)的应用,蛋白质是生命的物质基础,相比基因是更进一步的接近生命活动的物质层面,具有更加直接的应用前景。比如,高通量筛选与靶蛋白作用的药物化合物,有助于了解药物或毒物与其效应。技术难度包括蛋白质的纯度、蛋白质的固定、保证蛋白质的功能等方面。

03

器官芯片的应用及前景

微流控芯片应用在医药研发,我们会去关注器官芯片(Organ-on-a-Chip),作为2010年后发展的新技术方向,由3D细胞培育技术和微流控芯片技术集合而成

应用前景:器官芯片能够更加精确控制局部环境,更能真实地反应人体环境,并能避免由于2D细胞培养和动物实验等替代模型缺乏预测性而导致的失败,可以应用于新药研发,提高药物筛选效率,缩短上市周期,并有效降低药价。同时,潜力也在于个性化医疗领域,该技术有可能利用患者自己的细胞创建个性化的器官芯片,从而基于个体预测某种物质的作用。

市场规模:受到发展前景的激励,器官芯片市场从2017-2022年的年复合增长率为38%,在2022年达到6000万到1.17亿美元,而且这仅仅是第一步。

药企合作:许多厂商正在利用其器官芯片为制药、化妆品和消费品行业的合作伙伴提供测试服务,包括新药及其它产品的功效和安全性测试等,如欧莱雅,辉瑞,阿斯利康,罗氏公司,赛诺菲和药明康德等都已经开始同微流控器官芯片机构合作。

代表公司:2012年成立的美国Emulate于2018年7月完成C轮3600万美元融资,美国FDA和美国Emulate合作测试肝脏芯片。Mimetas和TissUse等顶级厂商现在已经拥有稳定的销售和营收。大橡科技完成2019年10月完成药明康德领投的天使轮融资。

器官芯片及其在药物研发中的应用

大橡科技 CEO 周宇

大橡科技是国内领先的研发和生产器官芯片的高科技公司,提供更精准、更高效、更经济的药物筛选解决方案,完成了药明康德领投的千万元天使轮融资。

01

药物临床前研发模型痛点

由于模型的技术局限性,超过90%的药物在真实的人体环境中呈现出差异化的机理、毒性和疗效,导致了药物研发的失败和资金时间的浪费。

2D细胞模型的痛点:(1)模型的细胞种类单一,都是一类细胞;(2)不能很好反映人真实的情况,仿生性比较差;(3)筛选出的结果很多假阳性,筛选效率低,造成药企的投资浪费。

动物模型的痛点:(1)动物建模周期长;(2)动物和人体毕竟存在差别,临床前在动物上药效很好,但到临床一期就会出现安全性等问题,导致药物研发失败;(3)动物实验稳定性差。

02

器官芯片是解决现有模型痛点的利器

器官芯片技术是近10年来生物医药领域蓬勃发展的前沿技术,被视为解决药物研发、抗肿瘤精准治疗现有模型痛点的利器。

器官芯片是跨学科多领域的技术,基于微流控芯片技术,构建生理/病理的模型,由芯片设计+模型构建这两部分跨越组合的,涉及到分析化学、流体力学、细胞培养、药理/病理学等技术。

大橡科技目前开发了三个器官芯片平台,在此平台上可构建不同的模型,以满足不同药物的研发需求。公司产品应用在先导化合物复筛具有更仿生、更高效、更经济等诸多优点,后续目标包括多芯片串联构建人体仿生系统,以评价ADMET,从而替代动物实验。同时也可在个体化医疗等阶段发挥作用。

线上研讨会来自港粤资本、大橡科技、晶泰科技众生药业、金鸿药业、量子生物、博济医药、光华科技、东富龙、、中山大学等公司或科研院所超30位嘉宾交流观点、激烈讨论

到场嘉宾相继主题分享或发表见解观点

杜文斌博士,中科院微生物研究所,研究员/博导

杜文斌博士,浙江大学博士、美国芝加哥大学博士后。2013年全职加入中国科学院微生物研究所,致力于微流控芯片应用研究,入选中组部“计划”。

杜文斌博士在研讨会上做了《微流控微生物检测诊断》的主题分享,为我们介绍了利用微流控技术,开发出微生物单细胞培养、分选、互作、测序、检测液滴微流控系统,实现微生物的分离、筛选以及病原微生物的诊断等。

其核心技术是液滴微流控技术,特点总结到:(1)可以对1-5nl(纳升级)的液滴体积实现精确的控制,每个液滴可以实现数字PCR的单分子扩增;(2)可以用于单细胞的培养;(3)技术路线可以实现自动化,简化操作,低成本,用得起。

另外,RT-PCR多重荧光RNA扩增检测技术:可以更有效指示样品中是否存在活的病原菌,提高灵敏度;SlipChip滑动芯片技术可以实现微流控单元的集成。

产品层面,形成了全自动核酸提取仪器和试剂盒+全自动数字PCR仪的完整解决方案,可以对样品DNA/RNA高效提取纯化,panel可以涵盖主要的病原菌和耐药基因,实现快速及时检测,使得血液样品核酸提取到结果读取可以在3-4小时完成。

其他优势还包括,数字PCR尤其RT-PCR及时增加拷贝量,实现超高灵敏度的检出,也有更高的抗干扰能力。基于数字PCR的终点检测终点检测,对点突破兼容性强。

可以广泛应用在血流感染、呼吸道感染(比如有效检出“假阴性”新冠肺炎)等临床诊断。临床微生物自动化微流控技术实现单细胞培养,还可应用在微生物快速培养、药敏检测和研究单细胞水平和药物的互作作用


张佩宇博士,晶泰科技,首席科学家

张佩宇博士,中国科学院大连化学物理研究所博士,现带领团队结合计算化学、云计算和机器学习等技术,组织开发了ID4人工智能药物创制平台。

张佩宇博士介绍了晶泰科技如何结合AI、计算化学、云计算等前沿技术应用于新药研发,并对药物研发的重点和痛点进行了分享。

药物发现关心:(1)小分子和蛋白的结构,公司利用AI算法进行晶型结构预测,对不同的晶体结构的稳定性、溶解度等数据进行预测,也可尝试预测蛋白结构;(2)小分子或大分子抗体的性质,包括药理药代、毒性等各方面。公司开发了大量AI的工具及模型,并利用云计算调度上百万核心做服务,赢得全球TOP20大药企中大多企业青睐;(3)利用新的技术(AI或生物芯片技术)可以降低10%的成本或者提高10%的效率都可以极大提高药物研发。器官芯片可能有10%-20%的效果改进,成本降低10%-20%,可以节省药的成本1-7亿美元,影响还是很大的。

临床前候选化合物主要关注考量:(1)便宜的方法进行活性等高通量筛选,器官芯片如何做到大规模的筛选是一个点;(2)先导化合物的产生和优化阶段,关心的是药代和毒性等问题,特别是药代,2/3时间在做药代的开发,包括吸收、分布、代谢、排泄等ADME,新技术可以一定程度取代周期长、价格不菲的动物实验,或者更早的去筛选化合物,就是特别突破的进展,公司有AI的模型,如果器官芯片可以提供数据一起建立更精确的ADMET模型,是一个很好的方向。

大橡科技周宇在交流中,则进一步表示,串联的器官芯片技术可以一部分去模拟ADMET,美国预计在3年左右可以解决这个问题。器官芯片应用到高通量筛选HTS上,降成本基础上提高有效性是很有产业价值的方向。


谢曦教授,中山大学电子与信息工程学院

谢曦教授,美国斯坦福大学博士,美国麻省理工学院博士后。2016年到中山大学电子与信息工程学院/光电材料与技术国家重点实验室,聘为教授博导。

谢曦教授为我们介绍了他的最新研究方向,谢教授目前为生物电子平台的带头人,同时为中山大学附属第一医院双聘教授,一直围绕开发新型微纳生物器件,比如利用应用于微针阵列实现新的透皮技术解决生物医学领域里药物释放治疗以及生物检测传感的难题,应用穿戴/植入式诊疗器件进行人体特征的检测,取得一系列成果,并于2019年入选《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”中国榜单。

港粤资本将围绕前沿技术,举办不同主题的生物医药技术研讨会,我们也将在公众号陆续发布研讨会信息,敬请关注。

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港粤资本成立于2014年,是一家专注于前沿科技在产业端应用的投资机构。公司以“基础科学驱动价值投资”为投资理念,发掘“科技企业家”,重点关注生物制药、生物技术及新材料等领域的投资机会。港粤资本下设直投、产投、跟投基金8只,致力寻找优秀的科技创新型企业,并与之共同成长。如果您是我们关注领域的优秀创业团队,欢迎联系我们港粤资本的投资经理,期待合作,共同成长。

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