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双创榜YOUNG说 | 学科交叉助力肠癌早筛诊断

发布日期:2023年11月13日 10:47 来源:医学院
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青春的成长之路,需要有好榜样的引领、好同伴的带动。近年来,在医学院创新创业教育中心的实践教育工作中,涌现出一批青年榜样。特推出“双创榜YOUNG说”专栏,以讲述他们的青春奋斗故事。

本期由向大家介绍,第二临床医学院“健康肠在-肠癌智能早筛诊断平台”团队。该团队入围了2023年“江芷杯”终选答辩。团队负责人是2020级肿瘤学博士徐佳升,团队成员来自临床医学、控制科学、材料科学等多学科背景:丁磊,陈雪妍,凌天翼、宋东杰、郑行言。丁克峰教授和黄予怀副教授作为团队指导老师。



创业背景和目标

在实际临床诊断和治疗过程中,我们发现很多结直肠癌病例都错过了早期的最佳治疗时间,这是因为结直肠癌具有早期症状不明显的特点,很多病例在出现影响患者生活的症状时已经处于晚期。我们鼓励大家在每年体检时进行胃肠镜检查,但是这种检查方法的成本较高,过程十分复杂,患者比较痛苦,而且整个过程对医生也有一定的技术要求,所以在经济水平相对较低的地区和群体中很少进行,这导致肠镜早筛开展比较困难。我们思考如果能够寻找到一种低成本,高灵敏度,高舒适度的检测方法,促进结直肠癌的早筛,就能够有效提高潜在结直肠癌患者的发现率,从而降低结直肠癌的高死亡率。

近些年来多学科交叉发展,这让我们看到了解决这些问题的可能。为了解决传统肠镜的弊端,我们把目光集中在拉曼光谱技术上,因为它具有“指纹图谱”性而又无需进入人体开展,能够高灵敏度、高分辨率和非侵入性地提供样本特征。而且如今这项技术也被广泛应用于疾病诊断,说明它已经有较为完整和成熟的应用基础。我们同时也考虑到了如何处理获得的大量拉曼光谱数据,我们发现深度学习算法能够很好的处理复杂且多样化的数据,提取有效的光谱特征,因此我们对比多种机器学习方法,得到识别准确度最高的一种建立模型。为了进一步的提高我们模型在患者分类,细胞识别方面的准确性,我们还运用了领域自适应算法,这也使得我们的模型具有运用于其他类别癌症早筛的潜力。

国家政策方面也强调创新治疗技术,使得医疗领域软件产业蓬勃发展,具有良好的前景。发展医疗软件能够帮助改善医疗质量和效率,适应中国人口众多而医疗资源分布不均的国情,同时降低医疗成本和资源浪费,使需要得到治疗的人群得到及时治疗,避免过度诊疗。

我们团队希望能够建立一个基于无创拉曼光谱检测,由人工智能辅助的结直肠癌早期筛查新方法,实现结直肠癌早筛的普及,帮助各地的医院更好的开展结直肠癌早筛工作,同时减轻患者们的检测负担。


团队创业灵感

我们团队发现医学领域对疾病早筛需求越来越大,而结直肠癌作为当今第三大致命癌症,而且发病年龄呈现下降趋势。目前对结直肠癌早筛的传统金方法是肠镜,但是这种方法往往使患者感到不适和尴尬,而且对开展有一定的技术和设备要求,所以很多人并不把肠镜作为一个常规体检项目。当下一些新兴的方法比如无创液体活检,被行业广泛认为是人群早筛的更佳方式,但他仍然存在很多不足,比如方式众多不够规范,成本较高不够亲民,因此现在市场上急需一款能够实现高准确,低成本,易操作,高舒适的早筛方法和检测模型。

我们团队的检测模型能够快速实现高准确的患者分类,对结直肠癌风险做出评估,解决了传统早筛方法的不足。目前我们的模型仅能对不同阶段的结直肠腺癌和腺瘤患者进行区分。在整个创业过程中,我们发现仅仅满足于检测了单癌种是远远不够的,医疗市场行业需要的是能够运用于多疾病检测的模型,实现将结直肠癌检测的拉曼模型推广至其他疾病的诊断和早筛。



难点与问题

我们目前获得的成果解决了当前市场上缺乏准确,无创,便捷的结直肠癌早筛模型的问题。我们能够把检测成本降低至50-100元,相比于无痛肠镜800元左右的价格已经实现大幅度降低,且检测时间仅需2小时左右,而患者在进行传统肠镜检查需要13天才能拿到对应报告,我们的项目大大缩短了检查所需的费用和时间,帮助医院减轻筛查工作量,为患者早治疗争取到了更多机会,满足了高危人群筛查,结直肠癌早诊早治的医疗需求。

学科交叉帮助我们团队解决了项目实施过程中的问题。我们最开始使用的纳米基地的增效效果稳定性不足,可重复性不行,导致最终实验数据的收集无法较好完成,后来我们通过与材料学院的团队合作,最终克服了这一技术难点。


项目现状

我们团队目前已完成建立结直肠癌的早筛模型,完成了对200多例患者的RSSERS组学图谱的绘制工作。我们项目所建立的模型,能够结合粪便隐血检测,肠镜和病理诊断形成一个闭环筛查,达到诊疗前移的目的。而且我们所建立的模型在细胞和患者的分类方面都表现出很高的准确度,能够实现准确分类,说明我们的模型能够达到的患者风险评估的目标

我们团队现已成功搭建了拉曼特异性模型,实现了对结直肠癌细胞的高准确度筛查和患者风险评估。同时为了更好的服务结直肠癌早筛模型,我们配套设计了医用腹腔镜镜头清洁系统,这些与项目相关的设备已申请到了两项国家发明专利,一项国家实用新型专利(一种配合拉曼检测的新型肛拭子采集装置(202222792785.3)),和两项国家软件著作权(基于R语言的生物信息学数据智能采集分析系统 V1.0和基于拉曼光谱信号数据的实时可视化及分析系统。与项目相关的文章也已投稿至The Lancet Digital HealthUnder Review)和Clinical and Translational Medicine可见我们创业项目具有科学性和专业性。同时我们也积极与对外医院单位进行合作,以及与上市公司进行洽谈,助力我们项目的发展和市场推广,更好的应对市场环境中的风险和挑战。



未来的计划和目标

我们团队在未来计划扩大所搭建的拉曼特异性模型的使用范围,使这一模型不仅仅能实现对单癌种的风险评估,还能够检测出样品其他的疾病风险,实现多疾病应用,扩大我们模型的使用场景,以提高模型的商业价值。完善医学产品资质的获取,获取项目相关的所有核心专利,将相关成果投产应用,实现专利转化。

产品商业推广方面,短期内我们希望通过杭州等城市打开市场,辐射浙江其他主要城市。长期战略上,我们希望能够联合行业龙头,将我们的项目产品和技术推广至全国,进军医疗细分赛道,将我们的拉曼早筛模型实现全国普及,帮助各地医院降低癌症早筛成本。


创业建议

1.创业确定团队项目前,需要结合团队自身专业优势,研究目标市场需求,了解市场痛点,确定项目方向。我们的团队核心成员大多具有医学专业背景,了解医疗行业的需求,在医院工作中清晰认识到了无创结直肠癌早筛的高需求,结合近年来结直肠癌发病率越来越高的实际情况,我们认为建立一个便捷,低成本,具有普适性的模型十分必要,可以为医疗市场带来新的可能。

2.尽量运用实际应用案例对项目成果进行测试,以检验成果的准确性和实操能力。项目所建立的成果在条件允许时,应当用实际案例对成果进行测试,以检验成果是否具有应用于实际的能力。这样的步骤也能进一步提高项目的竞争能力,并对在实际运用时潜在的问题做出预防。

3.获取并整合资源,不断完善项目。我们认为创业过程中,需要不断整合外部资源。在项目取得初步成功时,需要不断回顾项目过程,完善各个细节,比如产品资质,相关专利等,以更好的做好把产品投入使用的准备。也需要勇敢联合行业龙头,以实现产品的进一步推广。


浙江大学医学院创新创业教育中心  浙江大学创新创业研究院

责任编辑:魏至男 王臻钢


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