创新：争分夺秒

莺歌燕舞

2016年11月，算是我们iCubate公司发展的一个里程碑：公司2009年成立，从阿拉巴马的天使投资人那里融资一千两百万美金，经过“八年抗战”终于完成了全自动分子鉴别诊断仪器的研发和临床验证，正式申报FDA：

申报文献七百多页，做了一千多例的临床标本，实验室验证（特异性，敏感性，稳定性）用掉两万多卡盒！

申报后，我们iCubate公司开了一个科学顾问委员会小会，这是公司的科学顾问：

顾 问中没有诺奖获得者，没有大牌科学家（出了研究院院长是知名科学家以外），都是实战派的。Fran是我做第一个公司（Genaco)的时候就帮助我们做 FDA报批，是微生物诊断FDA报批的专家；Paul也是我认识十多年的临床微生物诊断方面的权威。在顾问会上，Paul在赞扬了我们技术平台的一系列优 点（使用方便，一两分钟上手时间，多重，全自动，鉴别诊断）后也指出了我们iCubate技术平台的一个缺陷：速度比较慢。竞争对手 (Nanosphere, BioFire)从头到尾大概需要两个半小时，而我们则需要四个小时。

我们需要时间长些有几个原因：（1）我们 在研发第一个FDA报批产品时（革兰氏阳性菌和耐药基因的鉴别诊断）市场上还没有类似产品，没有可比较的参照物，所以我们把注意力集中在多重检测上，没有 在时间上下功夫；（2）革兰氏阳性菌有很厚的细胞壁，核酸提取比较困难，为了提高敏感性，我们增加了扩增周期；（3）我们的技术包括核酸提取，扩增，检测 多个步骤，要通过杂交，清洗等步骤，花时间比较多；（4）我们产品是给住院病人用的，一般医生早上查房，开单做检测，下午开方，所以多两个小时实际上不影 响临床常规；（5）为了产品FDA报批，整个实验设计和操作规程在两年前就“固定”下来了，即使有加速实验的技术也不能随便修改，不然整个实验室和临床实 验都要从头做起。

接受Paul的批评，我们在研发上开始注重提速，目标是在一个半小时，甚至一个小时内完成核酸提取，扩增，检测三个步骤。如何加速？这让我想起2014年分子诊断三联会议上同台讲课的Carl Wittwer博士：

Carl和我类似，都是实业型科学家（或者叫技术匠）。我在多重PCR上倾入了二十年时间，他则几十年如一日专研如何把PCR做得更快，更好。所有做分子诊断的人都应该熟悉Carl的工作，他的“极端PCR”技术可以在一分钟内完成30个周期的扩增！他的产业化经历也很精彩，创业成立的两家公司都被大公司收购：第一家公司（Idaho Technologies) 卖给了罗氏，第二家公司（BioFire)卖给了生物莫里埃。

下面是Carl的几个重要发现：

这里，他们发现把PCR时间从四个小时缩短到15分钟不但没有影响PCR效果，反而增加了特异性！

原来，PCR不是想象中的呈阶梯形的进行，DNA变性，引物结合，产物延伸等酶反应阶段都不是等温度到了才进行的，而是在很宽的一个温度范围内都会发生！

基于Carl的发现，我们的科学家和工程师一起攻关，把整个反应提速。下面是工程师自制的仪器，可以实时观察卡盒内反应槽里的温度。通过实验，找到最佳的反应条件（温度，体积，浓度，缓冲液等）。

我们非常有信心，下一个产品（革兰氏阴性细菌及耐药基因的分子鉴别诊断）就会是90分钟内完成所有步骤的快速分子鉴别诊断了。

30年前，我刚来美国的时候，进实验室做的第一个实验就是Southern Blot做 分子诊断：克隆探针到质粒里，切出来提纯后用Nick 多聚酶做同位素标记探针。同时，基因组DNA提取，限制性内切酶处理，电泳，DNA转移到尼龙膜 上，杂交，清洗，曝光，整个过程快两个星期，每个步骤都是手工操作。现在，能把整个过程在一个小时内全自动地完成，经过了多少人的努力？能够目睹几十年内 技术的变迁，参与其中许多关键技术的研发，也算是不负时代给我们的机遇了。

这个故事反映出在公司做科研和在学院做科研的一个很大的差别。在科学院校里做科研，为了写论文，一个实验方法，不管用几个小时，几天，甚至几周完成都没有关系。而且结果只要实验能在世界上几个顶尖实验室，被几个博士水平的科学家，在风水好的地点，某个吉日良辰，重复几次就可以了；而在公司做诊断产品，则需要分秒必争，而且结果还要在全球成千上万家医院的实验室里，每天都能被无数本科生，高中生重复出来才行。

来源：韩健新浪博客