[转载]核酸检测、疫苗药物、人工心肺……这些研究领域，北

52fw.cn 03-16 次遇见

众志成城共克时艰——北航在行动

坚决打赢疫情防控

人民战争、总体战、阻击战

面对此次新冠肺炎疫情

北航快速响应

发挥学校学科优势和科研基础

积极组织一批科研项目

力求取得一批原创性成果

服务国家公共卫生事件应急管理重大需求

面对疫情，北航师生急国所需、迎难而上，发挥学科群优势，结合学校在信息处理、机器人、人工智能、医工交叉等方面的科研优势和基础，在三个方面开展工作：

1）组织开展专项科研攻关，服务防控需求；

2）发挥学校智库作用，为有关部门开展防控决策献言献策；

3）学校学院和优势团队联动，组织申报一批新冠肺炎疫情防控专项项目。

诸多北航科研团队在

统计学分析、大数据建模

健康监控、客流监测

组织智库建言献策等方面发力

小萱已经为大家介绍

维护人民生命安全和身体健康；加强药物、医疗装备研发

强化科研攻关支撑，让科研成果更多向临床一线倾斜

北航的科研团队也在病毒核酸检测、疫苗药物研发

人工心肺制造、人体监护设备开发

等相关研究领域持续发力

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通过核酸检测精准判断感染对疫情防控意义重大

开发快速核酸检测技术成为北航研究人员的方向

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PART 01

“新冠病毒快速核酸检测技术”

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针对新冠肺炎病毒的快速精准检测需求，北航生物医学工程高精尖创新中心常凌乾教授团队用两周时间成功研制出快速、高灵敏度的多参数新型核酸检测芯片，以核酸恒温扩增检测技术为关键技术，结合多参数检测微孔器件，同时开展新型冠状病毒快速核酸检测、患者快速筛查模型构建等相关检测技术研究。

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多参数核酸恒温扩增检测器件设计

相比市面上现有技术，该芯片在新冠病毒检测中具有优势：快速检出（<60分钟）、阳性检出准确率（>90%）、假阴性特异性（<10%）、操作简便、结果裸眼读取、成本低廉（2元/片），目前已提交有关单位开展临床测试，并进入注册申报和体系考核阶段。

该芯片不仅为新型冠状病毒的即时快速检测提供了高效的工具和技术手段，还可以推广应用于其他多种病毒、细菌的检测和研究，有望为传染性流行病的检测提供传感器技术及系统解决方案新手段。

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疫苗和药物研究至关重要北航多个研究团队助力

新冠病毒疫苗和有效药物的研发

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PART 02

“新冠病毒B细胞和T淋巴细胞表位鉴定”

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与传统疫苗研发相比较，B细胞和T淋巴细胞表位多肽疫苗开发更快，并且在生产容易性、疗效、安全性方面有着显著优势。北航生物医学工程高精尖创新中心张靖教授和樊瑜波教授课题组成功鉴定了新冠病毒B细胞和T淋巴细胞表位。

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A.B.位于棘突蛋白‘树干’上的B细胞表位

C.位于棘突蛋白冠上的B细胞表位 D.位于棘突蛋白RBD与ACE-2结合区域的B细胞表位

对T淋巴细胞表位，课题组从蛋白3D结构上研究了它们与HLA蛋白的交互作用。此外还系统地评估表位的抗原性、亲水性、疏水性和生理化学特性，以及预测它们的过敏性、毒性和酶消化稳定性。与此同时，通过研究采自不同地点的新冠病毒棘突蛋白，发现课题组鉴定的B细胞和T淋巴细胞表位上没有突变，具有保守型。

这一研究成果目前已经在bioRxiv上预印版在线发表。

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bioRxiv上的预印版

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.25.965434v2

目前课题组鉴定出来的B细胞和T淋巴细胞表位将有助于新冠病毒多肽疫苗的研发；对阻断病毒的B细胞表位多肽疫苗和具有清除病毒能力的T淋巴细胞表位多肽疫苗的开发有重要作用。接下来需要进行动物实验和临床实验，验证多肽疫苗的抗原性、有效性和安全性。

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PART 03

“靶向2019新型冠状病毒的单抗药物研发”

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基于流行病学数据，多名国内外专家预测新冠肺炎可能会长期流行。为了实现最终的有效防控，新冠肺炎的基础研究必须迅速得到加强。目前，临床上利用新冠肺炎康复者血浆救治重症患者，就是利用康复者体内产生的抗病毒抗体抑制病毒，但是血浆的数量有限，而且血浆中抗体浓度不高，且抗体种类复杂，稳定性差，因此，快速研发有效的成分清晰的单抗药物成为重中之重。

北航生物医学工程高精尖中心医工百人于健研究员与澳门大学赵琦教授合作，面对疫情，克服困难，阐明了借助单抗隆抗体阻断病毒与宿主细胞结合的新机制。合作团队设计了缜密合理的抗体药物筛选路线，以确保抗体筛选工作的顺利进行。

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抗体对SARS-CoV-2中和机制的示意图

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抗体筛选技术路线图

目前团队已搭建了大容量非免疫全人源抗体噬菌体展示库（＞1010），并对新型冠状病毒的S蛋白基因进行了密码子优化，通过全基因合成得到了S蛋白编码基因的真核表达载体，经过多轮优化，成功表达和纯化S蛋白，可用于筛选可阻断病毒与宿主细胞结合的新型全人源中和性单克隆抗体，目前筛选工作已取得进展，将为2019新型冠状病毒肺炎的治疗提供新手段，并为未来可能发生的重大突发传染病的单克隆药物快速开发积累经验。

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PART 04

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“基于深度学习技术的药物疗效分析识别方法研究”

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仪器科学与光电工程学院单光存教授针对新型冠状病毒，开展了基于药物重定位策略的抗病毒药物虚拟对接筛选问题研究，通过大数据技术对活性小分子数据库进行虛拟筛选、借助于深度神经网络算法发现潜在的侯选药物。并联合军事医学研究院毒物药物研究所等相关机构开展了针对新冠病毒的药物预测方法和装置技术研究工作，已申请发明专利若干项。为相关业务部门、企业等提供了重要决策依据和技术支持。

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人工心肺/体外膜肺氧合(ECMO)在新冠肺炎重症患者救治中起到重要作用

北航团队致力研发便携式人工心肺

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PART 05

“国产便携式人工心肺（ECMO）研发”

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在此次新型冠状病毒疫情中，在北航生物医学工程高精尖创新中心樊瑜波、邓小燕教授指导下，医工百人陈增胜副教授与具有不同学科背景(临床医学、血流动力学，生物传感器，机械等)研究者组成国产ECMO研发小组，合作开发具有自主知识产权、价格适宜、患者可穿戴使用的新一代便携式体外人工心肺系统(ECMO)，主要用于肺炎传染病及其他原因导致的心肺功能损伤重症患者救治，突破现有临床ECMO装置构造和性能限制，显著改善临床效果。

目前该研发小组已搭建ECMO研发构型设计和血流动力学优化平台，正在进行ECMO核心部件人工心脏(血泵)和人工肺(氧合器)的结构设计和血流动力学优化，相关研究成果已发表在美国人工器官旗舰期刊ASAIO Journal上，

正在研发的便携式人工肺示（右图）与目前临床人工心肺（左图）对比示意图

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此项目所研发的便携式人工心肺ECMO，具备自主知识产权，成本可控，易用性强，具有在医院心外科和呼吸科大量推广的条件。推广使用后，可缓解肺炎重症患者救治中高端医疗器械严重缺乏的现状，为集中爆发“新冠”、“甲流”、“非典”等传染病重症救治提供核心解决方案。同时，该装置将作为医院心肺衰竭重症救治关键手段，为重症监护、手术中体外循环辅助、心肺手术后休克等提供救治和过渡治疗，提升康复率，并可协助危重患者、战场重伤员安全高效转移。

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