创新创业

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【创新创业】云合基因:用科技点亮生命之光
文:刘志鹏 来源:学生记者团 时间:2016-05-25 12678

  窥探生命的奥秘,这是“云合基因”的兴趣和使命。他们的信仰是:“万物运转,终有其道。我们在浩瀚的生命密码中上下求索,只为勘破些许天机以寻良方,解人病痛,济人水火。我们在革新除弊的漫漫长路上披荆斩棘,唯愿开拓出一条惠及大众的崭新路途。”

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  “真正的科技是为了实现人类更好的生活,能缓解人们痛苦的科技才更有意义。”当国际电气和电子工程师协会(IEEE)2006主席兼CEO Dr. Michael Lightner在2008年来电子科大沙河校区分享这一理念的时候,微固学院2006级的魏国鹏的心里即产生了强烈的共鸣。

  或许,创业的“种子”从那时候就在他的心里萌发了。那一年,他只是一个大三的学生。如今,他已经是“云合基因”(YHGenomics)的CEO。而“云合基因”已于2015年获得首轮天使融资1000万元。

  在漫漫求索的道路上,他心怀解人病痛、兼济天下的理想,立志用科技点亮生命之光,以致敬内心最初的信仰。

  在“云合基因”的网站上,他们这样宣示自己的创业目标:“我们致力于发展中国的精准医疗事业,专注肿瘤的基因检测与个体化治疗。我们以自身的优势,将液体活检与创新的技术解决方案相结合,为中国的癌症病人、医生及医疗机构、社会保障系统创造价值。”

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自主创业回国追梦

  魏国鹏2010年本科毕业于微电子与固体电子学院,随后到美国卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)深造,最终获得计算机工程博士学位。他是一个很有情怀和使命感的人,在电子科大就读期间,每当听见“这个设备又被‘卡脖子’了”或“中国目前还做不出这个设备”之类的话,他的心里都会涌起一股“壮怀激烈”的情怀。

  在这种情感的驱动下,魏国鹏本科时努力提升自己的科研能力,完成了“数字IC自动测试仪(ATE)软件系统”和“基于抗辐照反熔丝FPGA的CAD系统”两个项目。其中,数字IC测试仪已在深圳安博公司量产应用,但在CAD项目上,魏国鹏意识到中国在这方面确实“技不如人”,“我们不但没有自主的CAD算法,连一个模仿的系统实现都没有。”作为一个初窥科学门径的本科生,他感到自己现在对弥补这种差距显然是“心有余而力不足”的,于是,到国外去学习最先进的技术成为了魏国鹏当时的奋斗目标。

  通过托福和GRE考试,魏国鹏进入美国计算机学科排名第一的卡内基梅隆大学攻读计算机工程硕士学位。走出国门之后,他第一次见识到了美国大学强大的科研实力,也接触到了大量聪明又勤奋的外国学生。眼前的一切的确让他感到震撼,但这并没有把他吓倒,反而让他的内心产生了想和外国优秀学生比一比的念头与斗志。

  在卡内基梅隆大学期间,他扎根科研,陆续参与了在人体内进行“靶向药物递送”的“微型机器人”研究,也参与设计了“Lunar X月球登陆车”,以及将统计物理应用在大规模片上网络(Networks-on-chip)的优化项目。

  由于表现优异,魏国鹏在第二年即获得了每年66000美元的卡内基工学院院长奖学金资助攻读博士学位。读博期间,魏国鹏将全部的精力投入到了生命科学与计算机科学的交叉研究之中,完成了大分子碰撞药物扩散模型的搭建,细菌运动的多重分形特性研究,研发新型细菌分子通信阻断药物。此外,他还参与了能自动生成耐药细菌最优化治疗方案的云计算系统开发,以及基于基因组数据、用于乳腺癌药物效果预测的随机森林机器学习系统等项目。

  在圆满完成每一个项目的过程中,他所作出的卓越贡献,丝毫不逊于来自世界各国的优秀人才,三年即拿到博士学位,这也让他自己建立起了强大的自信心。

  无独有偶,“云合基因”的CTO杨拯,也是这样一个在历练中收获着自信的人。

  杨拯从电子科大毕业之后,在美国旧金山闯荡多年,并在硅谷工作期间出版了一本游戏开发方面的书,还参与过《阿凡达》电影的3D运动模型制作和全球性的交互式体验项目。在斯坦福大学的两个创业公司中,他都曾担任过开发经理。同魏国鹏一样,在美国的几年也让杨拯逐渐发现,“只要是渴望做的事情,一直坚持做下去,最后都不比美国同行差。”

  魏国鹏和杨拯曾经都是电子科大微软俱乐部的成员,在美国期间他们也时常保持着联系。在不断交流的过程中,他们发现彼此都对硅谷工程师的那种高薪高福利但工作内容相对单调、一眼望得到头的职业提不起兴趣。同时,内心的执着和自信也让他们意识到,如果自己创办一家公司并用心经营下去,是不是也可以打造出一个令人尊敬的公司,甚至能“让世界变得更加美好”呢?更重要的是,对于这两位爱国青年来说,穷毕生之所学,为自己的国家做贡献显然比拿美国绿卡更有吸引力。于是,他们决定回国,走一条自主创业的道路。

快速进军“精准医疗”

  创业,向何处去?这是他们一直思考的首要问题。有了在计算生物学领域的摸索和体会,魏国鹏敏锐地将目光锁定在了精准医疗领域,他认为这是一个“既能最直接地帮助病人,又拥有巨大开发潜力”的行业。

  所谓“男怕入错行”,创业尤其如此。在留学期间,魏国鹏就有意识地选修了很多计算生物学、基因技术及大数据机器学习方面的专业课程。2013年底,当创业团队初步组建之后,魏国鹏、杨拯以及团队成员就着力研究探讨团队的创业方向和前景规划。

  他们一致认为,选择健康领域是绝对正确的。尤其是随着信息医学的发展,“精准医疗”异军突起。2015年2月,奥巴马宣布了美国的精准医疗计划。随后在习近平总书记批示下,中国精准医疗战略专家组成立。3月11日科技部召开国家首次精准医疗战略专家会议,会议敲定在2030年以前将为“精准医疗”投入600亿元。3月14日,央视《新闻联播》头条报道预估,该行业有望带来一个万亿级的巨大市场。

  简单地说,精准医疗是指以个人基因组信息为基础,结合蛋白质组、代谢组等相关内环境信息,为患者量身设计出最佳治疗方案,以期达到治疗效果最大化和副作用最小化的一个定制医疗模式。这样的模式既符合团队理想的未来定位,也与团队成员所擅长的技术领域相匹配。因此,进入这样一个潜力无限的新行业,无疑是越早越好。

  经过三个小项目的测试,团队进一步验证了想法的可行性,同时也积累了一定的项目经验。由此,乘着政策的东风,团队创业的步伐也大步迈进。首先他们找来了电子科大微软俱乐部的老朋友杨蜀波和杨柯,又召唤了同为微电子与固体电子学院微电子专业2006级、后分别在清华和复旦深造的“技术牛人”黄柯和代应波,以及毕业于剑桥商学院的刘思杨,卡内基梅隆大学的林一竹,南加州大学的薛元坤,华东理工大学肿瘤药学博士郑媛虹。

  团队配置完善后,2015年3月,四川云合创智科技有限公司在成都成立,设立了IT研发中心及云计算机房;11月,创立江苏格致生命有限公司,构建华东中心实验室。12月,在深圳市前海新区注册成立母公司——云合基因,并设立“云合基因研究院”。

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  “在初创阶段,成员来自天南地北甚至不同国家,横跨四个时区,组织协调很不容易,但在开创共同的事业上,大家都很认真,每周开网络会议几乎没人缺席过。”魏国鹏回忆说,后来选定成都作为项目落点创建公司时,大家也是毫不犹豫,立即辞去之前的工作,从世界各地齐聚成都。

  现在,“云合基因”已经汇集了中美顶尖学府的一流人才,拥有6位博士,90%以上员工拥有硕士或博士学位。“有这样一个团队,云合基因就有了希望!”魏国鹏自信地说。

凝练核心竞争能力

  “精准医疗”在美国方兴未艾,DNANexus、SevenBridges、Roche、J&J、Guardant Health这样的先行者已经做得风生水起,新的企业也层出不穷。在国内,涉足“精准医疗”的企业也不在少数。因此,如何立足本土凝练自己的核心竞争力,在激烈的竞争中取胜,成了“云合基因”必须回答的另一个关键问题。

  一般而言,核心的产品和服务需要有核心的技术或服务模式来支撑,而核心的技术和服务最终都来自于优秀的人才。“云合基因”从一开始就没有把自己当成一个单纯的创业团队,而是在各个方面都是以Microsoft、Google、Roche等国际公司为模范,从管理到技术融合众家之所长,立志在精准医疗行业走出自己的路。

  积极寻求在计算生物学、计算机科学和电子工程学领域拥有过硬技术实力和各种新奇想法、创意的人才,是“云合基因”的核心战略。2015年7月,斯坦福大学博士后、罗氏诊断主任研究员钱自亮加入“云合基因”,担任云合基因研究院“首席科学家”,使“云合基因”的技术力量大大增强,也让团队未来的发展如虎添翼。

  同时,“云合基因”也坚持把企业的使命和国家的发展、社会的需要相结合,致力于将自身打造成为一个“社会型企业”,并立志于用最好的技术推动中国大众健康事业的发展,这样的理念也为他们带来了更强的人才号召力。

  对于自身的比较优势,“云合基因”有着清醒的认识。杨拯认为,他们公司的优势首先是针对中国国情设计了低成本,却拥有高敏感度和准确率的“全癌肿”肿瘤基因血液检测产品,以及与之匹配的基因数据深度优化云计算、云存储架构;其次是自主研发的硬件芯片让关键的基因序列对比、分析步骤得到百倍以上的加速,使之不再成为临床应用的瓶颈;再次是利用新的基因数据分析方法,提高了肿瘤血液检测产品的敏感度与准确率;另外,公司十分重视科研,对疾病和基因的动态关联性进行挖掘,开发了更多的疾病诊断项目,并发展人工智能病程管理系统及私人医疗助理工具,优化了社会医疗资源配置。

  以硬件平台为例,“云合基因”的CubaX基因大数据云计算平台能够满足“精准医疗”在极短时间内处理巨量数据的要求。它凭借高性能、高可扩展性和高稳健性的技术优势,对海量生物数据高效并行计算,并拥有同步处理和存储的能力。与常规的计算平台相比,CubaX能提供30倍以上的数据处理加速能力,从而使得一个30X测序深度的人源全基因组分析时间从大约10小时下降到约28分钟,从而使该平台可以在24小时内完成约50个基因组的数据分析而不牺牲任何的分析准确性。

敏锐把握市场“痛点”

  近些年来,癌症一直危害着人们的身体健康,给人们带来了极大的痛苦。仅在2015年,我国便有约429.2万例新发肿瘤病例和281.4万例死亡病例,而提早预防、检测和治疗能为癌症防治工作带来很大的优势。

  云合基因研究院首席科学家钱自亮早在美国期间,就想开发一项让普通老百姓都能够用得上的“肿瘤基因血液筛查技术”。加盟云合基因之后,他和团队决定对这个技术想法进行临床验证。将高达上万元的基因测序产品降到千元左右是个看起来不可能完成的任务,但云合基因的产品开发目标就是要让老百姓以能负担得起的价格,享受到技术突破带来的好处,实现肿瘤的早期发现、早期治疗,减少病人痛苦、减轻病人家庭负担以及社保系统的压力。

  经过反复的实验和验证,他们明确了技术方向,以“无创血液循环肿瘤基因片段检测”这一革命性技术为基础,结合自主研发的基因分析算法与计算平台,充分发挥液体活检的技术优势,开发出了循环肿瘤基因组(ctDNA)无创血液检测系统,能够更为准确、快速、经济地实现肿瘤的早期筛查和复发监控——这也是其他公司技术所无法媲美的。

  通过这套系统,病人只需抽出4毫升的血液作为样本,将血液样本送至“云合基因”的实验室进行检验,便可确认自己是否罹患癌症,并找出病灶源头进行定位。相比传统肿瘤标志物,新方法可实现“全癌肿”的一次筛查,同时敏感度提升到80%,特异性提高到100%。

  对于肿瘤高危人群而言,“云合基因”开发的这种循环肿瘤基因组(ctDNA)实时血液检测系统是极好的福音。在肿瘤发病的早期,其他的普通检测方式很难发现病变;等发现时肿瘤病变通常已到了中晚期,不仅治愈率低,其五年生存率也仅为10-30%。如今,循环肿瘤基因组(ctDNA)实时血液检测系统可以为患者赢得宝贵的时间,早发现、早治疗,早期肿瘤治愈率可达90%,大大提高了患者的生存几率和生活质量。

  由于有的癌症属于遗传性癌基因突变,因此,有家族病史的健康人群,也可通过“云合基因”公司的技术检测,知道自己是不是带有肿瘤突变基因杂合子,以便及早发现和及早预防。目前,公司已经将癌症防控和治疗中的疾病预防、针对性体检、用药指导、耐药监控、复发追踪等重要环节进行有机衔接,建立起完整的肿瘤生命周期管理闭环。

联合开发长远布局

  “我的创业梦想启航于电子科大,而现在我们团队还跟母校有着非常密切的合作关系,目前我们正在联合微电子与固体电子学院王忆文教授开发一款全新的医疗设备。”魏国鹏所说的这款医疗设备,名曰“简医生”,是一种便携式分子诊断设备。

  开发这款产品的想法,最初源于埃博拉病毒2014年登陆美国时的一个事件。当时全美第一名埃博拉感染者出现在德州,但当感染者去医院就诊时,医生只给了他一些抗生素就让病人回家了。后来病人又传染了好几个人,导致整栋公寓楼都被隔离封闭。那时,魏国鹏正在卡内基梅隆大学研究耐药细菌的治疗。

  看到这个新闻后,魏国鹏被深深地被震惊了。如此重要的细菌或病毒病原体鉴定,竟然在门诊上无法作出及时的判断!美国已然如此,可想而知,在中国门诊情况难以让人乐观。而滥用抗生素,不仅不能治疗病毒引起的感染,还会大量杀伤人体内的有益菌,并造成大量细菌耐药。

  “滥用抗生素已经成为了一个严重的社会问题,细菌的耐药性越来越强,可抗生素的种类的增长却非常有限,长此以往,很多病患将变得无药可治。”从那时起,魏国鹏就和团队成员针对这个问题开始寻找对策,开发新的产品。这就是“简医生”的最初雏形。

  经过研究,他们发现:用分子诊断技术可以非常方便地区别细菌和病毒及其种类、耐药基因等。但是,如果要应用在基层医疗机构,必须开发出一款十分便宜、可靠、易操作且易携带的小型设备。他和微电子与固体电子学院王忆文教授交流后,对如何开发便携设备有了基本概念,于是“简医生”正式立项了。

  “简医生”是一款便携式无线蓝牙PCR(聚合酶链反应)分子诊断设备,可精确判断患者所携带的细菌或病毒,以及细菌的耐药基因图谱,从而帮助医生对症下药,避免抗生素的滥用。“简医生”的体积与小型蓝牙音响相当,净重不足一斤,在检测效率方面,理论上可以达到十几分钟给出检测结果。而它的售价,目前也是业界唯一一款在一千元左右的PCR检测仪器。

  据介绍,“简医生”的适用范围很广,感冒、感染性疾病、传染性疾病等都在其检测范围。而在便携性、检测效率、低成本方面,它更是具有无可比拟的优势,适合用于基础医疗服务机构,如社区卫生服务机构、乡镇卫生院、诊所,以及有驻店医师的连锁药店等场所,从而能真正实现为最广大的患者服务,让科技惠及每一个普通人。

  目前,“简医生”的各项开发工作进展顺利,“1.0版”预计将在今年下半年面世。与此同时,循环肿瘤基因组(ctDNA)实时血液检测系统也正在依托一些医院做临床试验,实验结果将于今年七月份发布。目前试验进展一切顺利,效果也完全符合预期。魏国鹏透露,循环肿瘤基因组(ctDNA)实时血液检测系统的实验结果出炉之后,公司计划进行A轮融资。

  2016年3月,“云合基因”简医生团队顺利入驻电子科大-龙湖地产创新创业孵化基地,这让团队与电子科大的合作更加顺利、更加方便。目前,魏国鹏和他的团队正在联系国内大量的优质体检机构,为产品的热销做好铺垫。坚持梦想努力前行,“云合基因”实现心中的理想只是个时间问题,这个时间应该不会太长!


编辑:罗莎  / 审核:林坤  / 发布:一戈

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