蛋白质研究 ▏Cytiva 中国区科研产品总监沈兴旺专访

2020-06-19 09:02 来源:丁香园 作者:
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蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质领域的每一个重大问题的解决,都推动着人类健康事业的进步和发展。科研工作者们夜以继日,在蛋白质的结构、功能、药物探究等领域耕耘奉献。

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近期有幸邀请到 Cytiva 中国区科研产品总监沈兴旺,就 Cytiva 在蛋白质研究领域的创新、发展等一系列话题进行了深入交流。

Cytiva 中国区科研产品总监沈兴旺


丁香园:蛋白质作为细胞活动的执行者,是生物医学领域的重要研究对象,这也使得 Western 成为从业者人人需要掌握的基本实验技术。对于这类技术,Cytiva 能够为方便实验的开展提供哪些创新?

沈兴旺: Cytiva 公司能够提供从仪器设备到试剂耗材的全套解决方案。早在 1990 年,Amersham 公司就研发出了世界上第一个用于 WB 的化学发光检测试剂:Amersham ECL,这种增强型的化学发光检测试剂如今已成为最常用的 WB 检测方法。此后大概每隔 5 年左右,我们就会根据用户的市场反馈开发新的检测试剂,比如:ECL Prime, ECL Select,ECL Plex 等等。这些产品特点不同,因此适用的实验类型也不同,比如:ECL Prime 反应最稳定,适合对多样品进行处理时使用,信号持续时间可达 1 小时以上;ECL Select 为业内灵敏度最高的化学发光检测试剂,可轻松检测 10 飞克级别的超微量蛋白;ECL Plex 作为多重荧光检测检测试剂可一次检测多个目标蛋白,定量结果更准确。与此同时,我们的 Amersham 家族还能提供很多除 ECL 化学发光检测试剂以外的很多其他产品,如:彩虹 marker。这种预染色的 marker 条带能够一目了然地帮助我们去定义目标条带的分子量,尤其是相邻条带的区分能力显著高出传统的单色 marker。分辨率更高,意味着我们能够更有效地评估转印效率。可见我们在 WB 相关的试剂耗材上始终在推陈出新以满足客户更高的需求。

在仪器硬件方面,Cytiva 于 2019 年 10 月正式发布了一款全新的超灵敏多功能成像仪 Amersham ImageQuant 800,简称 AI 800。这款成像仪在保证超高灵敏度的同时还大大提升了分辨率,既能够轻松捕捉弱条带也能够更好地区分两条相邻条带,真正做到「鱼和熊掌」兼得。此外,AI800 还首次将平均化(Averaging)的概念引入到 CCD 成像仪当中,开创了全新的 SNOW 曝光模式。这个智能的信噪比优化模式,通过对所拍图像进行累积平均化处理,能够达到去除背景噪音和优化线性动态范围的目的。借用 SNOW 模式,我们可以更好地在同一张膜/凝胶上去同时检测高丰度和低丰度蛋白,因此图像更加漂亮,定量也更加准确。除 CCD 成像仪之外,我们还能提供 Amersham Typhoon 系列多光谱激光共聚焦扫描成像仪,来匹配多通道的荧光 Western 实验。无论是红绿蓝 RGB,还是 NIR 双色近红外,Typhoon 都可以满足。有了这种荧光检测设备,加上我们的荧光检测试剂,我们就可以更好地去研究诸如磷酸化蛋白检测等应用领域,再也不用担心发生因为条带相隔太近甚至重叠而无法观察的情况。

所以可以看到,无论是仪器硬件还是试剂耗材方面,Cytiva 始终都致力于为 WB 实验提供持续不断的创新产品和解决方案。


丁香园:蛋白质药物,特别是重组蛋白、工程化抗体等为代表的生物制药大行其道,令学术界和工业界的蛋白质纯化需求大增。您怎样看待这一趋势?Cytiva 有哪些相应的举措?

沈兴旺: 大家可能接触到很多的市场评估或类似的咨询报告,蛋白质药物在近 10-20 年的发展速度和市场需求增速是及其惊人的,特别是在中国,我们正处于行业的加速发展阶段,而下游的层析纯化是整个工艺流程中非常重要的一环,未来几年这种趋势将会持续。而 Cytiva 作为生命科学及生物制药领域的最大供应商之一,将继续发挥我们产品线完整性优势,帮助客户快速拉通工艺,加速客户产品上市,我们将为广大的客户提供从生物药研发-小试及中试制备-放大生产-质控和全流程控制的完整解决方案,甚至对于生产或 CMO/CDMO 企业,我们可以提供 KUBio,FlexFactory 这种「交钥匙工程」的全方位合作。


丁香园:蛋白质纯化既有实验室微克/毫克规模的纯化,也有工业界千克乃至吨级的纯化,对于这些个性化和高通量的不同需求,Cytiva 如何一 一满足?

沈兴旺: ÄKTA 这个品牌在 Cytiva 历史上有着非常重要的意义,由于其在层析领域的多项技术突破也使得ÄKTA 及主要的代表性产品如 FPLC,成为了层析技术的代名词,Cytiva 的蛋白纯化产品如 ÄKTA 和层析填料在不断的推陈出新的同时,更致力于帮助客户建立和优化蛋白纯化工艺。在不同的应用领域里,Cytiva 都能够提供合适的解决方案和思路。

比如你提到了实验室的纯化需求,在科研领域里,针对不同的科研样品,我们可以提供完整的纯化流程来帮助科研项目的向前推进,例如,在结构生物学领域,蛋白纯化是核心的方法之一,随着冷冻电镜技术的不断普及,对蛋白纯化的工作也提出了更高的要求,要求更加高效的分离微量的样品,也就意味着尽可能少的样品,尽可能高的分辨率和尽可能短的操作时间。针对这些要求,我们从 ÄKTA 设备和层析填料上都进行了升级,推出了基于 ÄKTA pure25 平台的微量纯化方案,和全新一代的高分辨离子交换层析柱 Capto HiRes 等,可以很好的完成微量纯化的工作。

再比如,生物制药近些年的快速发展,也对纯化工艺和纯化效率提出了挑战,大家看到我们推出的一系列层析填料的新产品,如大家熟悉的 MabSelect PrismA 和最新的 Fibro PrismA 等,在提高生产效率上有着非常好的表现。再者,你提到了高通量的需求,这确实是在工艺开发过程中是用户非常关注的。Cytiva 从工艺开发早期的筛选过程,可以提供高通量工艺开发 HTPD 的工具,比如 PreDictor 96 孔板和 RoboColumn 微型层析柱,快速高效的进行筛选工作。而在工艺开发过程中,也有成熟的自动进样器加多步纯化等解决方案,来帮助客户建立高通量工艺开发的平台,这在国内有很多的案例可循。


丁香园:在分子互作研究领域,Biacore 可以说是当之无愧的「金标准」,据统计,目前全球超过 80% 的上市抗体药物采用了 Biacore 技术进行研发和申报,也帮助研究者完成逾 4 万篇论文。Cytiva 在 Biacore 技术的创新与应用有着深厚积累,能否请您介绍一些这方面的的情况?

沈兴旺: 是的,众所周知,在分子互作领域 Biacore 是大家公认的「金标准」。这一方面是因为 Biacore 是分子互作技术的开创者和引领者。 1990 年 Cytiva 发明了全球第一台生物分子相互作用分析设备,也就是 Biacore,使人类第一次利用一台设备就能对不同分子间的相互作用进行自动化检测,从最初的抗原抗体,到蛋白-DNA、蛋白-小分子、甚至完整的细胞等,都能使用 Biacore 来检测,这极大提高了分子互作检测的准确度和效率,可以说是分子互作领域的一次技术「革命」。

而且 Biacore 的应用范围非常广,无论是基础科研,临床研究,还是药物开发,都会用到 Biacore。在基础研究方面,Biacore 已经广泛应用到基础科研的很多领域,如转录调控、信号转导、蛋白结构与功能分析等等,累计发表的文章已经超过 4 万篇,仅国内每年都有超过 1000 篇使用 Biacore 发表的文章。以最近的新冠病毒研究为例,无论是新冠病毒入侵和传播的分子机制研究,还是治疗性药物的开发都大量使用了 Biacore,比如清华大学的王新泉教授、张林琦教授发表的 Nature 文章,利用 Biacore 发现了病毒 S 蛋白与 ACE2 受体的结合比相应的 SARS 的强,解释了为什么新冠病毒的传染性比 SARS 严重。

在药物开发方面,不管是疫苗、抗体还是小分子化合物,从药物的早期研发,到临床研究,以及后续的生产和质控等等,Biacore 已经应用到药物开发的每一个环节。目前超过 80% 的上次抗体药都使用了 Biacore 进行研发或申报,同时以 Biacore 为代表的 SPR 技术,已经被中国、美国、日本药典收录,是 FDA/EMA 等明文推荐的药物结合活性检测的「金标准」。

为了持续引领分子互作市场,我们一方面持续加大对新产品的研发投入,现在我们每年投入到研发上的费用接近 1000 万美元。 另一方面,我们也进一步拓展与国内外研究机构的合作,努力为大家提供更优质的 Biacore 产品和更多新的应用。

今年是 Biacore 上市 30 年,届时我们还会举办各类的活动,向大家详细介绍 Biacore 的辉煌历史,以及在不同领域的创新应用。也欢迎你们多帮我们宣传和报道。


丁香园:蛋白质研究的进展日新月异,蛋白研究的需求和工具往往首先出自于学术界。如何更快地感知学术界的需求和发现,并为研究者们提供创新工具,Cytiva 的做法是怎样的?

沈兴旺: 大家知道,Cytiva 的前身法玛西亚和安玛西亚以及 LKB 等很多的核心技术和核心产品都来自于瑞典,英国及全球的科学家团队,我们非常关注科研工作者的需求,也在不断推出新的产品和服务,随着中国蛋白质研究的快速发展,我们也加速了与国内客户的合作,我们分别与清华大学,北京大学建立培训中心,与中国科学院和中国医学科学院很多客户联合开发一些项目,并且在上海的 Fast Trak 创新中心开展了多个合作项目,期待能够更好的为科研界和产业界提供更好的服务。


丁香园:开展蛋白质研究或相关药物研发时,越来越多的客户的关注点已不仅仅是单独某个产品的性能优劣,能否提供良好的服务并根据客户之所需提供一流、完整的解决方案成为了焦点。对于这一变化,Cytiva 会有怎样的应对?

沈兴旺: 随着新产品和新技术的引入,客户的需求趋势也从产品型转向服务型,对于供应商来说也从传统的仪器耗材经营买卖转向客户的合作伙伴,既然称为合作伙伴,我们就要熟悉和清楚客户的需求,目标以及研究过程中遇到的问题,所以 Cytiva 除了继续研发优异的产品以外,我们更加重视客户在使用过程的应用支持和使用体验的改善,以及在设备运行过程中出现问题能够快速解决,在中国,我们的应用支持,维修支持团队的人员数量在快速上升,已经远远超出我们的销售团队和商务团队,而且每年我们都会为我们的技术团队提供优质的技术培训,保证支持团队的技术水平。同时,我们也在客户的人员培养方面协助客户完成系统培训,并且在高校的本科教学阶段,我们也逐步开始了和多所高校的合作,希望这些未来的生命科学和医药行业工作者能够在走出校园时能够有更扎实的技术储备,从而更好的应对接下来的工作。

编辑: 周育红

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