华大“火眼”实验室国内总指挥朱师达:未来“火眼”下火线后还可发挥更多作用
读特记者 张妍
2020-10-10 13:53

已在全国建成16个、最高日通量超40万份,在全世界近30个国家启动逾80个的华大“火眼实验室”仍在不断创新,从新冠应急核酸检测向公共卫生平台拓展。

▲朱师达开讲

10月9日,由深圳市大鹏新区统战和社会建设局主办、新区海外留学归国人员协会承办的深圳国际生物谷生命科学产业园园区讲堂第6期开讲,本期嘉宾为刚获得全国抗击新冠肺炎疫情先进个人的华大“火眼”实验室国内总指挥朱师达。他在演讲中介绍了华大基因科技抗疫的工程化范式实践和经验,并介绍了“火眼”实验室发展的新方向。

未来,这些在抗疫检测中功不可没的“火眼”实验室,下了“火线”后,不仅能在病原检测上发挥作用,还可成为有效防控出生缺陷、恶性肿瘤和心脑血管疾病风险的检测和研究平台。

▲大鹏新区海归协会会长王明军向朱师达颁发园区讲堂荣誉证书

实验人员每周一检的“奢侈”

2019年12月,武汉市出现不明原因肺炎。2019年12月30日晚,中国科学院武汉病毒研究所收到武汉市金银潭医院送来的不明原因肺炎样品后,连夜组织力量、连续72小时攻关,于2020年1月2日确定新冠病毒的全基因组序列,1月5日分离得到病毒毒株……

“刚开始,我还觉得这是科技界的事,直到武汉封城,我突然意识到这是全社会的事。”朱师达是湖北襄阳人,当听到华大基因董事长汪建的一句“到武汉去”,朱师达说自己“作为湖北人,特别想为家乡做点事情”,“武汉是华大在国内的第二大基地,那里有近千人的团队”。

▲汪建(左三)与朱师达(左四)在武汉“火眼”实验室挂牌仪式上(受访者供图)

1月25日,大年初一,朱师达抵达了武汉,在政府部门的支持下,他组织华大团队与合作方高效协同,仅用5天时间火速建成高通量自动化新型核酸检测实验室——武汉“火眼”实验室。

朱师达形容这个实验室是在“炮火”中诞生的,5天完成了预实验,10天达到满负荷通量,在关注准确性的同时不断压缩检测时间,优化流程、提高效率。对病毒进行PCR检测在实验室是一个“常规动作”,却无法大规模满足需求,如何从实验室的手工操作到最终实现“工程化”?

朱师达透露,华大智造自主研发的两台仪器的使用是突破的关键,一是实现自动化核酸提取和样本制备的自动化制备系统,取代人工操作,高效保障检测“日清日结”;二是可快速处理大量样本、支持原管带盖上样的分杯处理系统。加上对检测流程各环节进行了切割,实现人员定岗定职,武汉“火眼实验室”实现了24小时轮转,实现了最高日通量2万份。

▲华大人奋战在“火眼”实验室(受访者供图)

“因为是应急设置,当时制暖空调来不及装,当时武汉气温一直徘徊在0℃左右,所有实验人员都是穿着羽绒服,外罩防护服工作,每天从实验室出来就是一身‘冰汗’。”朱师达回忆起在武汉的60多个日夜,做的最多的就是防护,“因为我们一旦感染了,不光是影响我们个人,而是整个实验室的生产安全,以及整个武汉市的检测工作。”他说,在检测能力最吃紧的关头,实验人员是最“奢侈”的,每周都要全体进行一次核酸检测,但这却是必要的。

汪建拿起扫帚打扫卫生

“用了不到40天,完成了测定、认识新冠病毒,以及治疗药物方案。”朱师达认为,抗疫中,中国科技界打出了“组合拳”。

在成功创建了武汉等国内“火眼实验室”的基础上,3月起,朱师达作为国际“火眼”科技指挥部成员和国内“火眼实验室”总指挥,进行海外“火眼”实验室能力建设支撑工作及国内“火眼实验室”整体统筹工作。同时,华大基因发往全球的检测试剂盒超过4千万人份,覆盖180余个国家和地区。

4、5月,随着防控形势的转变,中国要加快提升检测能力,大规模开展核酸和抗体检测,需要在每省至少有一个生物安全三级水平的实验室,每个地级市至少有一个生物安全二级水平的实验室,华大基因升级了“火眼”气膜实验室。

▲“火眼”气膜实验室(网络图片)

“这个思路来自军用帐篷,但我们不能选用通透型的帐篷,必须实现负压转换控制,因此考虑使用双重气膜作为材料。”朱师达说,经过在黑龙江省的试点后,全国产、低能耗、智能化、可收纳、易运输的“火眼”气膜实验室获得多地检测许可,开始在各地“服役”。6月19日,在北京大兴搭建的“火眼”气膜实验室,达到日通量10万份,成为当时全球日监测通量最大的实验室。而8月7日,在香港也在12小时内建成了日通量10万份以上的“火眼”气膜实验室,再创“深圳速度”。

面对生物生命产业的同行,朱师达表示,“火眼”实验室的不断迭代,不仅涉及技术体系,也涉及产业生态和“华大人”的坚持。

谈到在武汉时最难忘的瞬间,朱师达谈到一个“背影”、一个“眼神”。

在武汉“火眼”实验室刚建成时,正在等候清洁工前来打扫,年近70岁的汪建一个人拿起扫帚自己干起来,“他在昏暗实验通道扫地的背影,让我们这些年轻人看了,一面汗颜,一面热血,大家都加入了清洁的行列中”。

2月10日左右,武汉迎来了特大风雪,风雪影响了实验室的排风系统,第二天实验室顶板出现了漏水,“经过排查,必须及时把堵掉的排水通道疏通”,朱师达说,通道附近就是排气口也是气溶胶最密集的地方,但是负责清理的同事义无反顾,没有一丝退缩,“我到现在还记得他在护目镜后的眼神”。

“没有人叫苦叫累,哪怕是家在武汉的同事,也是一两个月没回家。”朱师达说,正是一件件平凡的小事和一位位普通的人筑成了抵抗疫情的铜墙铁壁,也让“火眼”实验室成为了抗疫的“中国名片”。

通过全实验室建设方案的整体输出,“火眼”模式成功从武汉复制至全球,大幅度提高各地核酸检测能力,为当地乃至周边地区的发热病人确诊、高危人群的排查、疑似病例的甄别、阳性感染者的隔离、健康人群排查等提供科学依据。

(相关链接)朱师达个人简介

▲朱师达

朱师达在2010年加入华大集团,他曾担任深圳华大生命科学研究院执行副院长,现任华大“火眼实验室”国内总指挥、深圳华大基因股份有限公司研发中心总监兼肿瘤事业部负责人、深圳华大生命科学研究院资深副院长。

(深圳商报供稿)

编辑 梁佳彤

(作者:读特记者 张妍)
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