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颠覆技术!BD注资新一代广谱耐药菌诊断

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发表于 2022-2-14 21:38:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
2月9日Day Zero Diagnostics宣布完成了2500万美元(约合人民币1.6亿)的融资,获得了医疗巨头BD、Panacea Venture、Hongkou Capital、Triventures和Golden Seeds的支持。
其中BD是首次加入Day Zero投资者的行列,并派出其集成诊断解决方案总裁Brooke Story加入Day Zero的董事会,担任观察员。

抗生素耐药性是对目前全球卫生、食品安全和发展的最大威胁之一。最近的一项分析显示,2019年全球抗生素耐药性感染至少造成了120万人死亡,而真实的数据可能高达500万,远远超过艾滋病和疟疾等传染病,因此抗生素耐药性还被称为"隐藏的流行病"。
为了对抗这一难题,公司开发了一种基于测序的高通量快速诊断方法,直接从血液样本中快速诊断感染,而无需等待培养结果,可在数小时内识别细菌病原体的物种和抗生素耐药性特征。

作为对比,现有的方法需要2-5天才能提供同样的信息,要知道严重感染的死亡率每小时就会增加8%,脓毒性休克患者的预期寿命只有24小时,快速的诊断将在临床上创造极大的价值。

对于Day Zero的技术,公司的亚裔创始人兼首席执行官Jong Lee有一段生动的描述:由于具有大量的人类 DNA背景,从血液中提取感染信息就像大海捞针一样。其他尝试从血液中诊断感染的公司采用的技术路线——例如使用生物标志物探针,就像磁铁一样寻找掉落的针头。
Lee 说,虽然这是可行的,但它只能识别目标生物标志物,只能提供非常有限的信息——而不是细菌病原体的整个基因组。
Day Zero采取了相反的做法,“我们把地上的干草全部去除,落在地上的针头(驱动感染的细菌病原体)就自然留下了。”
BD公司Brooke Story表示,目前传染病的诊断正在转型中,基因组测序将在未来发挥重要作用,Day Zero的技术将有巨大的施展空间。
Day Zero Diagnostics首席执行官兼联合创始人Jong Lee在发布会上表示:"我们现有投资者的持续支持和新投资者的参与,包括BD作为传染病诊断领域的领导者,是对我们所构建的技术以及我们对传染病诊断中基因组测序未来愿景强烈的信心投票"。
01
横扫千军的识别技术
抗生素耐药性是自然发生的,但人类和动物对抗生素的滥用和误用会加速耐药发生过程。
耐药性会导致越来越多的感染(比如肺炎、结核病、淋病和沙门氏菌病)变得更难治疗,用于治疗感染的抗生素有效性出现下降,导致住院时间延长、医疗费用增加和死亡率上升。

世界卫生组织提示:如不采取紧急行动,我们将进入后抗生素时代,到时普通感染和轻微损伤都会再次造成死亡。
公司创始人Jong Lee形容,目前临床医生通常是"盲目飞行",使用"地毯式轰炸"方法来试图控制严重的感染。
Day Zero Diagnostics开发了一系列工具,以尽早识别和描述这些细菌性疾病,从而快速确定哪种药物最适合对抗抗生素耐药性感染。

Day Zero的BacDetect平台首先会确定血液样本是否含有任何细菌DNA,如果检测到细菌DNA,则会使用其开发的Blood2Bac技术进行处理。
Blood2Bac是公司的核心技术,要知道在血液样本中人体DNA要比细菌DNA多十亿倍,从血液中获取感染信息犹如大海捞针。
Blood2Bac是一种超高富集细菌DNA的工艺,能够将样本转换为最终的诊断读数,其中细菌DNA的测序数据将比人体DNA数据多得多。
受专利保护的Blood2Bac迄今为止已在50多种细菌病原体中进行了验证,临床相关浓度为1 CFU / mL血液,能够直接从临床血液样本中对细菌病原体进行深入的全基因组序列覆盖。

公司还构建了一个名为MicrohmDB的大型微生物数据库,它将临床相关病原体的全基因组测序数据与其表型衍生的耐药性和敏感性特征相结合,是世界上同类数据集中最大的数据集之一。通过MicrohmDB来训练其Keynome算法,Keynome能够预测基因组序列的耐药性曲线并识别不同的细菌物种。
在短短几个小时内,依靠高通量测序及Keynome算法,Day Zero的诊断系统就能确定病原体的种类,并得出哪些抗生素不会对其起作用,以及其他治疗对这一病原的影响。
波士顿医学中心快速细菌鉴定试验(BRABIT)是一项试点,单中心研究,由波士顿大学医学院助理教授兼波士顿大学传染病临床研究部主任Nina H. Lin博士在IDWeek上发表。
分析显示,Day Zero用于确定细菌感染及其种类存在的无培养测定法与96%样本中的临床血培养一致。中期分析还表明,Day Zero的测定可能比基于培养的诊断更敏感,即使当天血培养未能生长,也能够确认感染。此外,迄今为止,Day Zero尚未出现假阳性结果。
公司目前正在将其测试功能整合到微生物实验室的设备中。一旦设计确定,他们将寻求FDA的批准。

Day Zero于2016年由来自哈佛大学和马萨诸塞州总医院的一群临床医生和科学家创立,总部位于美国波士顿。公司目前已经汇集了超过3300万美元的风险投资股权融资和另外1000万美元的非稀释性资本。
Day Zero的名称也包含了它的愿景,公司希望能够通过其全基因组测序和算法,在严重感染患者入院的第一天(第零天)就接受最有效的抗生素治疗。
2021年9月27日公司在美国临床化学协会(AACC)年会上获得颠覆性技术奖。
02
不断升级的全球危机
根据2013年的数据统计,美国医院内耐药菌的感染,比2008年增长了2-4倍。而每年中国人均抗生素消耗量是美国人均10倍。根据资料显示,在中国住院的病人80%都会使用抗生素。

抗生素耐药性已经成为了一场不断升级的全球危机,耐药性细菌的传播速度已经超过了新抗生素的开发速度。
抗生素耐药性细菌引起的感染对患者来说更危险,治疗起来也更困难、更昂贵。他们通常需要延长住院时间,以及更昂贵和有毒的替代治疗。
随着耐药细菌变得越来越普遍,败血症等危及生命的感染造成的死亡也将越来越普遍,抗生素耐药性每年已造成至少70万人死亡,预计到2050年每年将造成1000多万人死亡。
随着事态的严重越来越多的公司投入到了这一领域。
被认为是Day Zero的竞争者来自以色列的MeMed今年1月也获得9300万美元投资,该公司的床旁BV测试和Key平台能够区分细菌和病毒感染,以帮助避免滥用抗生素。
去年年底,该公司宣布了一项研究的结果,其中包括1000多名因不明原因发烧和呼吸道感染而被送往医院急诊室的儿童。
前瞻性研究发现,公司的15分钟血液测试可以准确地确定细菌是否是发烧的主要原因,同时表明它可以减少病毒感染儿童过度使用抗生素。研究结果发表在《临床微生物学与感染》杂志上。
2018年哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院的感染与免疫中心(CII)的科学家们开发出一种名为BacCapSeq的医学诊断平台。它是世界上首个可以同时筛查所有已知的人类致病菌,及其毒性和抗生素耐药性标志物的诊断平台。
BacCapSeq含有420万个遗传探针,每个探针都能结合特异的序列,用于检测所有307种致病菌的特征DNA,以及抗生素耐药性和毒性的生物标志物。当样品中存在某些特定细菌和生物标志物时,一种磁力反应能“拉出”并鉴定其独特序列。
近日苏黎世联邦理工学院、巴塞尔大学医院和巴塞尔大学的研究人员也开发出一种方法,利用质谱数据来识别细菌中抗生素耐药的迹象,时间可提前长达24小时。
质谱仪器分析每个样品中的数千个蛋白质片段,然后创建细菌蛋白质的单独指纹。研究小组从瑞士西北部的四个实验室中提取了超过30万个单个细菌的质谱,并将这些与相应的临床耐药性测试结果联系起来,构建了迄今为止最大的将质谱数据与抗生素耐药性信息相结合的数据集。

随着二战以来抗生素的使用,特别是抗生素的低剂量滥用,病原体耐药性大大增强,许多原先使用的药物治疗效果削弱甚至无效,大大增加了新药研发的压力。

在我国,由于抗生素购买极其容易,加上环境卫生、食品安全等诸多负面因素的共同影响,一些自身免疫系统较弱的人为了避免严重的呼吸道感染、肠道感染等疾病,选择自行购买一些广谱抗生素削量长期服用。
殊不知小剂量长期给药为病原体提供了一个极好的筛选和诱变环境,环境中浓度不高的抗生素能淘汰掉抗药性极弱的病原体。

同时由于长期用药,患者自身免疫系统退行,其后果就是长期服药者一段时间之后药物效果减弱,反而更容易生病。
就像在这次疫情中一样,疫苗虽然已经研发,但病毒进化的速度则更快。相比新冠疫情,人类与细菌的拉锯战还会绵绵持续更长时间。如何对抗抗生素耐药性是企业、医疗机构、乃至全社会需要共同面对的难题。
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