通過智能系統檢測新冠肺炎疫苗接種後的抗體水平,東南大學科研團隊的研究成果正為數以萬計的樣本檢測工作帶來更高效率。2月8日,本報記者來到位於江蘇南京的東南大學江北新區創新研究院,探訪「新冠病毒中和抗體全自動智能檢測系統」的研發工作。
科研人員進行相關研究
「中和抗體是評價接種新冠肺炎疫苗有效性的一項重要指標。在被測細胞中加入混育的新冠病毒和疫苗接種者的血清,血清中如果含有較高滴度的中和抗體,則會保護細胞不受病毒侵害,沒有或中和抗體極少則將導致被測細胞的死亡。因此,通過觀測細胞存活情況,可以判斷血清中中和抗體的效力以及抗體滴度的高低,進而評價疫苗的有效性。」東南大學生物科學與醫學工程學院顧忠澤團隊成員介紹,由於新冠肺炎病毒屬於高致病性的病原體,需要在高等級的生物安全三級(P3)實驗室進行新冠病毒活病毒的相關操作。在進行傳統顯微鏡觀察時,研究人員要穿着層層防護服,對多孔板中細胞的情況逐孔一一肉眼觀察、記錄,不僅耗時費力,還受到視野和個人經驗的限制。為了加快檢測效率推進新冠疫苗的早日上市,實驗人員需要在負壓下的P3實驗室內進行長時間的工作,同時還要準確記錄結果和拍攝圖片,為了避免生物風險的暴露必須謹慎操作,這些對人員體力和精力都是巨大的的挑戰。
作為內地主要的新冠病毒中和抗體檢測機構之一,江蘇省疾控中心正承擔着大量樣本的測試工作。去年9月,江蘇省疾控中心朱鳳才主任團隊與東南大學顧忠澤團隊交流討論,確定共同開發「新冠病毒中和抗體全自動智能檢測系統」。
聯合研發團隊協同東南大學生物科學與醫學工程學院、公共衛生學院、儀器科學與工程學院、計算機科學與工程學院等學院的專家,針對P3實驗室環境下的檢測要求,開展全自動智能檢測系統的研製工作。項目以研究院自主研發的專利產品「3D腫瘤器官晶片高內涵成像分析系統」為基礎,僅耗時3個月就完成了可在P3實驗室工作的「中和抗體檢測深度學習智能成像分析儀」。
「理論上,前期設置好裝備後,操作人員即可離開實驗室,把後續工作交給機器完成。」東南大學生物科學與醫學工程學院院長顧忠澤介紹,智能檢測系統可以通過自動化機械組件,自動進行多孔板的存儲、輸運和觀察,並通過人工智能和機器學習手段對疫苗免疫效果進行評估。該系統不僅降低了檢測人員的暴露風險,提升了檢測效率,還可通過深度學習,不斷提升檢測精度,降低人為判定誤差的影響。
據介紹,相關系統已經用於多種新冠肺炎疫苗上市前的檢測和評估,未來還將在數據處理安全性、安全風險控制、深度學習能力等方面進行進一步提升。這個春節,不少參與研究的師生放棄休息,堅守科研,希望將系統儘快推向市場,為抗擊疫情爭取更多時間。(記者 杜林 宋璟)