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我国建成国际规模最大的激酶靶点细胞筛选库

近期,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心建成目前世界上规模最大的基于癌症激酶靶点的高通量细胞筛选库。该细胞库囊括了近 70 种癌症激酶靶点,细胞种类达 150 余种,几乎覆盖了目前已知的与肿瘤发生发展相关的全部激酶及激酶突变细胞。该细胞库的建成,填补了国内新药创制领域此类检测体系的空白,将为抗肿瘤新药研发提供有力支撑。

肿瘤的“精准医疗”主要包括精准诊断和精准治疗两个方面,指借助肿瘤患者的遗传背景和病理特征,确定肿瘤发病关键因素,个性化地设计用药治疗方案。具体来说,许多肿瘤的发生是由某些与生长相关的“激酶”发生突变导致异常活化引起的,因而针对这些突变激酶的抑制剂能够有效抑制这些激酶的活性,从而达到抑制癌细胞增长的目的。这些“靶向药物”的优势在于,他们可以高特异性地抑制致癌靶点,干扰癌细胞的生长,而不会波及周围的正常细胞。因此,相对于化疗等常规治疗手段,靶向药物治疗不仅精准,还可以减少对患者身体不必要的伤害,减轻痛苦,争取更多的治疗时间以延长寿命。

经过十几年的发展,以个性化为特征的临床高响应率的靶向药物研发取得了巨大的进展,已经有 30 多个在临床上使用,但是这些药物仅能涵盖 10 余种癌症中的某些亚型,而临床上绝大多数的癌症种类及其亚型还没有与之相对应的靶向药物。此外,随着临床用药治疗的发展,一些激酶出现了变异,产生了耐药性,也进一步加大了新药开发的难度。

在此背景下,强磁场中心刘青松药物学团队从零开始,不断攻克技术难点,用四年多的时间,以小鼠细胞为原始模板,采用基因工程的手段,针对目前临床常见的癌症相关激酶靶点,构建了仅依赖于目标靶点基因生长的大型癌症激酶细胞库。

该细胞库目前囊括了与肿瘤发生发展相关的近 70 种主要激酶靶点,涵盖了绝大多数在临床肿瘤病人身上发现的与临床治疗、耐药性和预后相关的突变,细胞种类已经达到 150 余种。是目前世界上规模最大的基于激酶靶点的全细胞筛选库,填补了国内新药创制领域此类检测体系的空白。(世界另一个同种类型的细胞库由美国 Carna Biosciences 公司提供,该公司目前细胞种类为 93 种)。

该细胞文库的最大特点有两个,一是基因变化背景单一,与传统的复杂基因背景的癌症细胞系相比,能够更加准确快速地表明药物的作用机制。二是,可以快速地将临床上新发现的各种激酶基因突变转化为单一细胞研究模型,克服了相关稳定细胞系建系困难,病人原代样本量少而导致不能继续深入研究等问题。

该细胞库在药物研发中主要有两大功能,一是检测药物对所设计靶点的打击活性,是药物疗效的最关键指标。该文库的细胞因为仅依赖于单一的激酶基因生长,因此如果药物对细胞的生长产生了影响,那么就可以判断药物对这个靶点激酶的抑制活性。细胞库的另一个主要功能是检测药物的靶点选择性,是评价药物副反应的重要指标。由于该细胞库涵盖了 70 多种不同的激酶,因此可以快速判断药物对除了目标靶点之外的其它激酶的作用,从而有效评估药物的靶点选择性,对药物在临床上可能产生的毒副作用进行预测。

该细胞筛选库主要研发人员王文超介绍说“此技术体系在细胞水平上模拟临床的癌症病人,因而又被称之为‘试管里的病人’”。

“靶子”已备好,接着就是研发、筛选有效的“子弹”。医药研发人员需要从成千上万种化合物中挑选出有研究价值的“药物前体”,而人工筛选的方法,不仅费时费力,准确性也比较低。

为此,刘青松课题组于 2013 年建成了以抗肿瘤组合药物筛选为主要研究任务的高通量药物筛选和测试技术平台,采用自动化操作系统,可实现自动分液、自动加样和自动检测一整套的药物筛选流水线作业,能达到每天完成 10000 个药物筛选测试的能力。

课题组还自主开发了国内首个将高通量靶向基因测序技术与高通量体外药敏检测技术相结合的肿瘤精准治疗技术体系(HDGS),其核心是利用高通量药物筛选方法,对肿瘤病人的原代癌症细胞进行体外培养和高通量药物敏感性检测,为肿瘤患者最大限度地筛选出可用之药。同时,检测肿瘤患者体内的肿瘤驱动基因和致病基因,通过将基因测序和体外药敏实验的结果进行综合评价的方法,提出针对患者个体的精准用药方案,达到个性化精准用药的目标。

为了让更多国内致力于新药开发的机构得益于这一筛选体系,团队依托中科普瑞昇生物医药科技有限公司为产业化推广平台,从 2016 年下半年开始至今,已经不间断地为国内近百家科研院所和制药企业提供了高质量的药物检测和筛选服务,获得了广泛的业界认可。


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    我国建成国际规模最大的激酶靶点细胞筛选库

    近期,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心建成目前世界上规模最大的基于癌症激酶靶点的高通量细胞筛选库。该细胞库囊括了近 70 种癌症激酶靶点,细胞种类达 150 余种,几乎覆盖了目前已知的与肿瘤发生发展相关的全部激酶及激酶突变细胞。该细胞库的建成,填补了国内新药创制领域此类检测体系的空白,将为抗肿瘤新药研发提供有力支撑。

    肿瘤的“精准医疗”主要包括精准诊断和精准治疗两个方面,指借助肿瘤患者的遗传背景和病理特征,确定肿瘤发病关键因素,个性化地设计用药治疗方案。具体来说,许多肿瘤的发生是由某些与生长相关的“激酶”发生突变导致异常活化引起的,因而针对这些突变激酶的抑制剂能够有效抑制这些激酶的活性,从而达到抑制癌细胞增长的目的。这些“靶向药物”的优势在于,他们可以高特异性地抑制致癌靶点,干扰癌细胞的生长,而不会波及周围的正常细胞。因此,相对于化疗等常规治疗手段,靶向药物治疗不仅精准,还可以减少对患者身体不必要的伤害,减轻痛苦,争取更多的治疗时间以延长寿命。

    经过十几年的发展,以个性化为特征的临床高响应率的靶向药物研发取得了巨大的进展,已经有 30 多个在临床上使用,但是这些药物仅能涵盖 10 余种癌症中的某些亚型,而临床上绝大多数的癌症种类及其亚型还没有与之相对应的靶向药物。此外,随着临床用药治疗的发展,一些激酶出现了变异,产生了耐药性,也进一步加大了新药开发的难度。

    在此背景下,强磁场中心刘青松药物学团队从零开始,不断攻克技术难点,用四年多的时间,以小鼠细胞为原始模板,采用基因工程的手段,针对目前临床常见的癌症相关激酶靶点,构建了仅依赖于目标靶点基因生长的大型癌症激酶细胞库。

    该细胞库目前囊括了与肿瘤发生发展相关的近 70 种主要激酶靶点,涵盖了绝大多数在临床肿瘤病人身上发现的与临床治疗、耐药性和预后相关的突变,细胞种类已经达到 150 余种。是目前世界上规模最大的基于激酶靶点的全细胞筛选库,填补了国内新药创制领域此类检测体系的空白。(世界另一个同种类型的细胞库由美国 Carna Biosciences 公司提供,该公司目前细胞种类为 93 种)。

    该细胞文库的最大特点有两个,一是基因变化背景单一,与传统的复杂基因背景的癌症细胞系相比,能够更加准确快速地表明药物的作用机制。二是,可以快速地将临床上新发现的各种激酶基因突变转化为单一细胞研究模型,克服了相关稳定细胞系建系困难,病人原代样本量少而导致不能继续深入研究等问题。

    该细胞库在药物研发中主要有两大功能,一是检测药物对所设计靶点的打击活性,是药物疗效的最关键指标。该文库的细胞因为仅依赖于单一的激酶基因生长,因此如果药物对细胞的生长产生了影响,那么就可以判断药物对这个靶点激酶的抑制活性。细胞库的另一个主要功能是检测药物的靶点选择性,是评价药物副反应的重要指标。由于该细胞库涵盖了 70 多种不同的激酶,因此可以快速判断药物对除了目标靶点之外的其它激酶的作用,从而有效评估药物的靶点选择性,对药物在临床上可能产生的毒副作用进行预测。

    该细胞筛选库主要研发人员王文超介绍说“此技术体系在细胞水平上模拟临床的癌症病人,因而又被称之为‘试管里的病人’”。

    “靶子”已备好,接着就是研发、筛选有效的“子弹”。医药研发人员需要从成千上万种化合物中挑选出有研究价值的“药物前体”,而人工筛选的方法,不仅费时费力,准确性也比较低。

    为此,刘青松课题组于 2013 年建成了以抗肿瘤组合药物筛选为主要研究任务的高通量药物筛选和测试技术平台,采用自动化操作系统,可实现自动分液、自动加样和自动检测一整套的药物筛选流水线作业,能达到每天完成 10000 个药物筛选测试的能力。

    课题组还自主开发了国内首个将高通量靶向基因测序技术与高通量体外药敏检测技术相结合的肿瘤精准治疗技术体系(HDGS),其核心是利用高通量药物筛选方法,对肿瘤病人的原代癌症细胞进行体外培养和高通量药物敏感性检测,为肿瘤患者最大限度地筛选出可用之药。同时,检测肿瘤患者体内的肿瘤驱动基因和致病基因,通过将基因测序和体外药敏实验的结果进行综合评价的方法,提出针对患者个体的精准用药方案,达到个性化精准用药的目标。

    为了让更多国内致力于新药开发的机构得益于这一筛选体系,团队依托中科普瑞昇生物医药科技有限公司为产业化推广平台,从 2016 年下半年开始至今,已经不间断地为国内近百家科研院所和制药企业提供了高质量的药物检测和筛选服务,获得了广泛的业界认可。