西方醫(yī)學(xué)奠基人希波克拉底曾說過：世間最美與最高尚的技術(shù)是醫(yī)學(xué)。

誠如所言，自遠(yuǎn)古狩獵時期起，醫(yī)學(xué)就與人類的命運息息相關(guān)。早期，人類篤信疾病源于詛咒、惡魔與神罰，祈禱與儀式方可治愈疾病，隨著歷史的發(fā)展，各區(qū)域演化出了不同的醫(yī)學(xué)體系，科技與醫(yī)療的結(jié)合，始終貫穿其中。

17世紀(jì)，基于當(dāng)時的顯微鏡技術(shù)，荷蘭人列文虎克首次發(fā)現(xiàn)微生物，微生物領(lǐng)域由此得以開拓；1895年，德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)“X射線”并通過其獲取人體內(nèi)部組織圖像，人類醫(yī)學(xué)體系由此邁入全新篇章；而20世紀(jì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，更是為人類打開了通往基因科學(xué)的大門。

由此可見，科技的進步時刻在推動醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展，醫(yī)療領(lǐng)域的需求又會倒逼前沿科技的研發(fā)，而人類社會也在兩者的相互作用下，逐步通往更美好的未來。而隨著數(shù)字化時代的來臨，醫(yī)療賽道也迎來了數(shù)字化轉(zhuǎn)型。其中，成立于1999年的華大集團等生命科學(xué)的龍頭企業(yè)，擔(dān)任了數(shù)字化轉(zhuǎn)型中“領(lǐng)頭羊”這一角色。

作為全球領(lǐng)先的生命科學(xué)前沿機構(gòu)，華大集團以“產(chǎn)學(xué)研”一體化的發(fā)展模式引領(lǐng)基因組學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展，通過遍布全球100多個國家和地區(qū)的分支機構(gòu)，與產(chǎn)業(yè)鏈各方建立廣泛的合作，將前沿的多組學(xué)科研成果應(yīng)用于醫(yī)學(xué)健康、資源保存等領(lǐng)域，為精準(zhǔn)醫(yī)療、精準(zhǔn)健康等關(guān)系國計民生的實際需求提供自主可控的先進設(shè)備、技術(shù)保障和解決方案。

華大集團業(yè)務(wù)覆蓋全球100多個國家和地區(qū)

在新冠疫情肆虐的大背景下，作為生命科學(xué)科研與數(shù)字化應(yīng)用領(lǐng)域的佼佼者，華大集團憑借長期深耕這一領(lǐng)域所積累的技術(shù)實力，推出用于病原檢測的完整技術(shù)方案、成套設(shè)備、服務(wù)平臺和標(biāo)準(zhǔn)體系——“火眼”實驗室，為全球抗疫做出不可忽視的貢獻。

近日，數(shù)博會“生命大數(shù)據(jù)助力健康中國”主題論壇在貴陽舉行，數(shù)據(jù)猿也由此采訪到了貴州華大基因科技有限公司總經(jīng)理靳大衛(wèi)，聽他聊聊華大集團如何以技術(shù)賦能抗疫前線的故事。

火眼實驗室：火眼金睛照病魔

新冠疫情自去年暴發(fā)以來，呈燎原之勢不斷蔓延，已成為全球百年來最大的公共衛(wèi)生危機。對于如何控制這場世界級“火災(zāi)”，世界衛(wèi)生組織總干事譚德塞談到：“誰都不可能蒙住雙眼救火。如果不知道誰被感染了，就無法阻止這場大流行”。

事實上，從災(zāi)難中汲取教訓(xùn)，建立起預(yù)防、控制疫情的長效機制，是人類在“抗?fàn)幩廾?rdquo;上的必經(jīng)之處。如著名科幻小說作家艾薩克·阿西莫夫（Isaac Asimov）在其著作《永恒的終結(jié)》里寫道：“只有經(jīng)過嚴(yán)酷的考驗，人類才能不斷前進，走向發(fā)展的高峰。危險的環(huán)境和危機感，才是驅(qū)使人類不斷進步、不斷征服新事物的根本動力。”

相較于安樂平和的時代，在災(zāi)難倒逼下，人類往往能被激發(fā)出更多潛能。對此，靳大衛(wèi)感觸良多。

“2020年的新冠疫情，其實倒逼我們把之前的一系列技術(shù)能力整合成了一套完整的、針對大規(guī)模核酸檢測與預(yù)警的解決方案。”靳大衛(wèi)表示。

從新冠疫情初期開始，華大集團就積極參與抗疫。2020年2月5日，火神山醫(yī)院剛完工投入使用、雷神山醫(yī)院還未完工開放，而武漢市每日疑似與確診病例卻在持續(xù)增加，形勢嚴(yán)峻。在緊張的局勢下，由華大基因主導(dǎo)設(shè)計與運營、中交二航局施工的疫情防控前沿哨所——武漢“火眼”實驗室就此誕生，僅用5天時間快速建成投入試運行。

靳大衛(wèi)告訴數(shù)據(jù)猿，“火眼”這個名字出自《西游記》里孫悟空洞察妖魔鬼怪的火眼金睛，寓意是實驗室可以精準(zhǔn)地把病毒檢測出來。

2月5日，華大集團董事長汪建（左）與中交二航局黨組副書記、總經(jīng)理張鴻（右）共同為“火眼”實驗室揭牌

作為規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化的高通量核酸檢測實驗室，火眼實驗室的設(shè)計、測試、運行、人員培訓(xùn)及實驗所需的配套核心技術(shù)產(chǎn)品均由華大主導(dǎo)、提供，采用華大基因自主研發(fā)的新冠病毒核酸檢測試劑盒（PCR法）的同時，還配備有華大智造自主研發(fā)的全自動分杯處理系統(tǒng)MGISTP-7000與自動化病毒核酸提取設(shè)備MGISP-960。

基于自動化樣本制備系統(tǒng)，火眼實驗室可實現(xiàn)一站式核酸提取，加快市民核酸檢測速度。值得一提的是，火眼實驗室不僅能夠提升檢測效率，更具備快速復(fù)制、廣泛推廣、高效落地等特點。

為什么華大基因具備快速核酸檢測能力？這要歸功于火眼實驗室的信息化流程與自動化設(shè)備應(yīng)用?；谌A大智造ZLIMS實驗室信息管理系統(tǒng)，實驗室可以實現(xiàn)全自動化樣本接收、錄入和分裝程序，自動化提取核酸并實時監(jiān)控管理核酸檢測全過程。

武漢“火眼”實驗室（傳統(tǒng)實驗室版）

基于華大的高通量測序整體解決方案與高質(zhì)量設(shè)備，武漢火眼實驗室通過賦能疑似病例檢測、高危人群排查，消解了公眾恐慌情緒。

火眼實驗室在武漢的成功應(yīng)用，也證明了該模式在疫情防控中能夠發(fā)揮巨大效用，使其得以推廣至全球。截至2020年底，華大基因運營的“火眼”實驗室已在北京、武漢、深圳、 石家莊、哈爾濱等國內(nèi)多個主要城市落地；累計在海外運營“火眼”實驗室超過80個，分布在全球近30個國家(地區(qū))，持續(xù)確保全球抗擊疫情的檢測需求。

進入2021年，雖然我國疫情態(tài)勢趨于平緩，但世界范圍內(nèi)，疫情仍然在肆虐，且仍有波及國內(nèi)的風(fēng)險——今年，我國石家莊、大連、云南、廣州等地陸續(xù)爆發(fā)小規(guī)模疫情，提醒我們，仍然不可對疫情掉以輕心。此前戰(zhàn)功赫赫的火眼實驗室，也在抗疫過程中不斷完善升級，以應(yīng)對復(fù)雜多變的局勢。

靳大衛(wèi)告訴數(shù)據(jù)猿，當(dāng)前的火眼實驗室，并非拘泥于傳統(tǒng)實驗室的單一形態(tài)。華大基因的科研人員經(jīng)材料測試與場景調(diào)研，不斷拓展新的方案。目前，火眼實驗室已具備多種可以因地制宜的形態(tài)方案——除了傳統(tǒng)實驗室的模式，還有方艙版、車載版，帳篷版，以及緊急狀況下可以迅速充氣的氣膜版等。

靳大衛(wèi)介紹道：“上述幾種模式，面向不同的應(yīng)用場景，每種模式都根據(jù)用途量身設(shè)計，從而保證具體操作層面上的可行性與穩(wěn)定性。如車載版方案，能夠快速運轉(zhuǎn)至任何指定地點，比如一個1萬人的小區(qū)因為出現(xiàn)病例被暫時封閉，只需把配備有實驗室的車輛開過去，一天以內(nèi)就能檢測完該小區(qū)所有人，高效滿足海關(guān)口岸、疾控中心衛(wèi)生檢疫等特殊場地的核酸檢測需求。”

火眼實驗室（翼艙版）

除車載版方案外，靳大衛(wèi)還著重介紹了基于火眼實驗室的另一拓展方案——火眼實驗室（氣膜版）。此前，憑借其創(chuàng)新的設(shè)計，氣膜版方案獲得了CGD當(dāng)代好設(shè)計金獎、“The Great One產(chǎn)品設(shè)計至尊獎”、2020好設(shè)計金獎與2021德國iF產(chǎn)品設(shè)計獎。

據(jù)靳大衛(wèi)介紹，火眼實驗室（氣膜版）采用了充氣拱形結(jié)構(gòu)，由三個倉組成，分別為樣本接收區(qū)、樣本制備區(qū)與擴增區(qū)。而在實驗室內(nèi)部，更是配備有光交互智能門禁、無接觸傳遞窗、智能艙壓控制等智能化系統(tǒng)，以及高通量自動化樣本制備系統(tǒng)等檢測設(shè)備，從而更好地應(yīng)對突發(fā)公共衛(wèi)生事件。

火眼實驗室（氣膜版）

“今年1月8日，日檢測通量10萬單管的‘火眼’實驗室（氣膜版）經(jīng)過通宵連夜建設(shè)，僅用時10個小時火速亮相河北體育館，由12艙軟氣膜和3艙硬氣膜組成，整體每日最高可檢測樣本量達到 100萬人份。在石家莊大規(guī)模核酸篩查工作中，火眼實驗室共檢測超過757萬人份核酸樣本，為大規(guī)模疫情防控工作貢獻了科技力量。”靳大衛(wèi)表示。

在參加海外抗疫時，傳統(tǒng)的預(yù)制化方案并不能滿足數(shù)日內(nèi)完成交付、搭建的需求。因此要求火眼實驗室（氣膜版）必須支持空運，這也促使科研人員將實驗室結(jié)構(gòu)與材質(zhì)等因素納入考量。

對此，靳大衛(wèi)表示，為方便運輸，火眼實驗室（氣膜版）經(jīng)多次測試，最終采用了阻燃、耐磨、穩(wěn)定性高的PVC材料作為建筑主材，通過雙層氣膜形成氣拱結(jié)構(gòu)提供負(fù)壓環(huán)境，并可通過放氣來打包。打包的火眼實驗室可借由客機空運至所需地，避免了繁瑣的常規(guī)運輸流程，而抵達當(dāng)?shù)睾?，氣膜版實驗室只需充氣即可快速搭建，第一時間投入使用。

火眼實驗室（氣膜版）

“相較于修建一所傳統(tǒng)實驗室所需的動輒數(shù)月的工期，不以建筑為載體的氣膜版實驗室只需十幾個小時即可完工。與此同時，該方案具有很高的性價比，當(dāng)?shù)胤酪吖ぷ鹘Y(jié)束后，即可把氣膜版實驗室壓縮為包裹，通過科技運抵其他地方，進行重復(fù)利用。”靳大衛(wèi)解釋道。

不止如此，該方案還支持在表面直接噴筑復(fù)合材料以變成混凝土殼體結(jié)構(gòu)，從而形成永久性建筑，這也使得永久保留實驗室成為可能。

華大集團在抗疫期間立下了赫赫戰(zhàn)功。而隨著疫苗的研制與鋪開，人類逐漸進入后疫情時代：以我國為例，隨著我國疫情防控水平越來越高，核酸檢測試劑需求也隨之降低。那么，后疫情時代，在抗疫方面投入巨大、多方位布局的“抗疫功臣”華大集團將往何處去？

后疫情下的新嘗試：拓展火眼、遠(yuǎn)程超聲機器人

在后疫情時代，“火眼”將迎來新的使命。

靳大衛(wèi)表示，疫情平穩(wěn)后，火眼實驗室并不會就此退役，而是將同華大集團長期耕耘的生命科學(xué)事業(yè)結(jié)合，賦能各地的公共衛(wèi)生機構(gòu)，為全球加強腫瘤防控、精準(zhǔn)診治感染等事業(yè)提供綜合解決方案，并在腫瘤、傳染疾病等方面的大規(guī)模檢測上繼續(xù)發(fā)揮效用，力爭成為公共衛(wèi)生新基建。

不止如此，作為全球領(lǐng)先的生命科學(xué)前沿機構(gòu)，華大集團旗下華大智造基于車載版實驗室的成功經(jīng)驗，以及其在超聲設(shè)備的前沿發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域上的研究，更是推出了5G遠(yuǎn)程超聲機器人移動車，突破了傳統(tǒng)診療方式的局限。

華大智造的超聲機器人移動車

“5G遠(yuǎn)程超聲機器人移動車由檢查區(qū)、信息錄入?yún)^(qū)和血樣采集區(qū)組成，將5G技術(shù)的快速傳輸與華大智造自研的MGIUS-R3遠(yuǎn)程超聲機器人結(jié)合，配以AI智能輔助診斷軟件。醫(yī)生端基于觸覺交互反饋系統(tǒng)，通過操控車載病人端所搭載的六維力傳感器探頭，即可實現(xiàn)遠(yuǎn)程超聲診斷。”靳大衛(wèi)告訴我們。

作為5G遠(yuǎn)程超聲機器人移動車的核心，MGIUS-R3遠(yuǎn)程超聲機器人是華大智造科研力量的集中體現(xiàn)。據(jù)靳大衛(wèi)介紹，作為全球第一款實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時控制，六維機械臂的超聲機器人產(chǎn)品，其通過集成機器人、實時遠(yuǎn)程控制及超聲影像等技術(shù)，突破了傳統(tǒng)超聲診療方式的桎梏。

華大智造的MGIUS-R3遠(yuǎn)程超聲機器人工作演示

當(dāng)下，大部分醫(yī)院都配備有超聲檢測設(shè)備，超聲診斷同我們的距離其實并不遙遠(yuǎn)。而在此情形下，華大智造為何選擇研發(fā)5G遠(yuǎn)程超聲機器人移動車呢？靳大衛(wèi)為我們揭曉了答案。

“遠(yuǎn)程超聲診斷系統(tǒng)，不僅從技術(shù)上突破了影像技術(shù)，還有助于醫(yī)療模式創(chuàng)新。目前，其應(yīng)用場景主要基于其所搭建的移動式超聲檢查服務(wù)站，面向基層篩查、集團體檢、院前診斷三個方向。”

靳大衛(wèi)解釋道，基層篩查主要面向地域覆蓋廣的基層區(qū)域，因為這些地區(qū)常常存在單點診斷量低，缺乏專業(yè)超聲醫(yī)生等問題，因此，超聲機器人移動車靈活與便捷的優(yōu)勢便可得到很好的體現(xiàn)。與此同時，其所具備的早篩特性，使得很多基層群眾看到超聲車，往往會出于好奇進行檢查，在幫助潛在患者及時就醫(yī)的同時，也提高了醫(yī)療資源的利用率。

對此，靳大衛(wèi)舉了這樣一個例子：

“就在前段時間，華大智造的5G遠(yuǎn)程超聲機器人移動車開到了浙江安吉，為當(dāng)?shù)?0名女性志愿者進行了乳腺篩查，而篩查的結(jié)果出乎我們的意料，20例女性志愿者中有14例被發(fā)現(xiàn)存在乳腺結(jié)節(jié)的現(xiàn)象，其中有兩例疑似病變，這說明很多基層的群眾并不太注重自己的身體，缺乏定期的體檢，可能等到某一部位出現(xiàn)病變被覺察到，才會去醫(yī)院進行診斷，這樣往往就容易錯過了黃金治療時間。所以我們在產(chǎn)品推出前期，就有一系列的巡展和義診的計劃，目的就在于提高當(dāng)?shù)鼐用竦捏w檢意識，防止患者病情貽誤。”

與此同時，遠(yuǎn)程超聲診斷系統(tǒng)還可在院前診斷方面發(fā)揮效用：緊急情況下，患者尚未抵達醫(yī)院時，醫(yī)院科室即可通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程實時操控超聲機器人來實現(xiàn)超聲檢查并指導(dǎo)治療，為應(yīng)急救援、偏遠(yuǎn)地區(qū)創(chuàng)傷及急重癥救治的院前評估提供保障。

5G遠(yuǎn)程超聲機器人移動車工作演示

集團體檢，是遠(yuǎn)程超聲診斷系統(tǒng)的第二個應(yīng)用場景，面向企業(yè)集團客戶，為其提供直達的集約化醫(yī)療服務(wù)。傳統(tǒng)的企業(yè)體檢需要員工集結(jié)統(tǒng)一時間進行檢查，而超聲機器人可以使體檢時間更加的靈活，可以根據(jù)員工工作時間、休息間隙來選擇檢查時間，并且檢查的項目可以選擇腹部、甲狀腺、乳腺、膀胱等等，讓體檢服務(wù)更加的定制化，更加高效。

可以說，遠(yuǎn)程超聲機器人憑借其科技內(nèi)核，提升了優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的可及性，同時，也助力了醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。今年2月，華大智造遠(yuǎn)程超聲機器人獲評國家衛(wèi)健委甲級5G醫(yī)療應(yīng)用示范案例，可以說，給業(yè)界提供了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的標(biāo)桿。

具備早篩效用的遠(yuǎn)程超聲機器人、正在拓寬用途的火眼實驗室......作為生命科學(xué)和醫(yī)療領(lǐng)域數(shù)字化的先行者，華大集團碩果累累。百尺竿頭，更進一步，當(dāng)下，華大基因已完成多癌種早篩技術(shù)的開發(fā)，同時積極推動早篩基因檢測產(chǎn)品的研發(fā)與上市。在未來，華大基因很可能會將發(fā)展重心從防疫轉(zhuǎn)向常規(guī)疾病的預(yù)防與早篩，在生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的汪洋大海中繼續(xù)探索，正如瑪格麗特·杜拉斯在《蟒蛇》中所寫：“始終處在激情中，這期間存在極致的恐慌與欣喜，卻沒有停歇，也不會感到疲憊。”

來源： 數(shù)據(jù)猿