< 【人物专访】严勇攀博士 - 开拓免疫研究革新之路,成像质谱流式技术助力建设生命组学领先解决方案

严勇攀博士,北京晶科瑞医学检验实验室联合创始人、  CEO。国家分子医学转化科学中心信息中心主任,第四军医大学教授,第十一批北京市“海聚工程”特聘专家,北大人民医院客座教授。严博士在癌症研究领域及细胞生物学和生物信息学具有多年研究经验,他所创办的北京晶科瑞医学检验实验室拥有Hyperion成像质谱流式系统等全球领先的技术平台,将分子生物学、免疫学与细胞生物学工具相结合,以癌症免疫研究革新为目标,提供领先的生命组学解决方案。


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        在癌症免疫及疾病免疫应答研究中,如何才能更好地对不同亚型或不同疾病之间的免疫细胞进行分层?何种细胞类型及表型的结合可以助力推动研究和临床决策?当我们在深入探索细胞功能时,为什么要以生物标志物研究和患者分层为起始点呢?而Fluidigm成像质谱流式技术在这其中又起到什么样的作用呢?


         带着这些问题,我们采访了北京晶科瑞医学检验实验室联合创始人、CEO严勇攀博士。邀请严博士就Fluidigm 技术的应用经验及其在癌症免疫、肿瘤微环境研究及传染病研究方面的应用优势进行了分享。
         在严博士的带领下,晶科瑞公司设立了分子生物学实验室、免疫学实验室和临床病理学实验室等三个全球领先的技术平台,以全面了解环境中的细胞功能和相互作用。“我认为对于免疫治疗的优化以及对自身免疫的理解来说,细胞生物学是关键。”严博士谈道:“我们已将Fluidigm成像质谱流式技术(IMC™)整合到我们的免疫学技术平台中,在进行传统的流式分析及细胞培养的同时,纳入了IMC和CytoF®分析方法。同时我们还会使用IMC进行由H&E和IHC控制的病理研究质量。多种技术的融合有助于实验结果的相互验证。
         严博士带领的研究团队在2020年与北京大学医学院和北京口腔医院口腔颌面外科合作,应用IMC技术对口腔鳞状细胞癌(OSCC)患者的异质肿瘤微环境进行了研究。目前由于缺乏最佳的生物标志物,对于早期肿瘤的评估、治疗计划的优化及预后的预测均缺乏有效信息。“我们应用IMC技术对患者进行分层,这是优于NGS、Bulk RNA-seq和DNA-seq的完美免疫学工具,可以对癌症分型背后的故事进行深入探索,并解决长期困扰临床科学家的问题。” 在这项研究中,应用IMC技术识别有效的生物标志物,对于免疫疗法的开发、新辅助治疗的评估以及疾病走向的预测至关重要。


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        在2020年初,晶科瑞公司还与武汉病毒所、武汉金银坛医院及北京协和医院的科研团队进行合作,应用IMC技术对三名因新冠肺炎死亡的患者的脏器组织样本进行检测分析,团队应用包含26种抗体的IMC panel,对28个脏器组织样本进行检测,以破译不同的免疫细胞亚型。“新肺炎和癌症免疫学背后有着非常复杂的机制。这些样本由许多不同的细胞类型组成,还涉及细胞因子以及细胞间的相互作用。幸运的是,借助成像质谱流式技术,我们可以看到样本的组织结构,可达到单细胞乃至亚细胞的清晰度,让我们得以从单细胞水平对组织样本进行深入探索。“。这项研究是国际上首次对新肺炎患者组织结构进行的研究,且不仅包括了肺部组织,同时也包括了心脏、肝脏、肾脏、脑组织、肠和脾等脏器组织类型。这对科学界具有重大价值。


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        截至目前,严博士领导的晶科瑞团队已应用IMC技术平台参与多项研究,相关成果发表在分别发表在《Annal of TranslationalMedicine》、《Frontiers in Microbiology》等著名国际期刊上,引起了国外同行的特别关注。晶科瑞实验室正计划在未来的更多研究中应用IMC技术,为多项临床前研究做准备。严博士表示:“这对我们来说是一个很好的方向,我们很高兴看到这对于科研及临床决策都大有益处!




        Fluidigm 的 Hyperion 组织成像质谱流式系统,利用金属元素作为抗体标签,以质谱作为检测手段,从原理上突破荧光发射光谱重叠的物理限制。在悬液检测模式下,可以同时分析单细胞表面和内部多达50余种标志物,在成像检测模式下,单次扫描即可获得组织切片样本近40 种蛋白标志物的图像数据;不但在单个细胞的多参数检测上具有无可替代的优势,更可在组织微环境下从亚细胞水平获得全新的研究视角。这项颠覆性的技术可以全面系统地分析组织内复杂的细胞表型及其相互关系,评估各种免疫细胞间的动态平衡状态,以实现对免疫系统的深入剖析。
 

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参考文献:

1. Xie, S. et al. “Hyperion Imaging System revealsheterogeneous tumor microenvironment of oral squamous cell carcinoma patientsat T1N0M0 stage.” Annals of Translational Medicine (2020): 1513.

2. Wang, C. et al. “Imaging mass cytometric analysis ofpostmortem tissues reveals dysregulated immune cell and cytokine responses inmultiple organs of COVID-19 patients.” Frontiers inMicrobiology (2020): 600989


        

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