春節(jié)臨近，在人員流動(dòng)大、聚集性活動(dòng)增多的影響下，新型冠狀病毒感染傳播風(fēng)險(xiǎn)逐步增大。盡管目前全國(guó)各地第一波感染高峰已進(jìn)入平臺(tái)期，但國(guó)外的數(shù)據(jù)表明，隨著奧密克戎快速突變帶來(lái)的免疫逃逸能力的增強(qiáng)，一年感染多次以上已經(jīng)屬于正常。為應(yīng)對(duì)未來(lái)反復(fù)的感染危機(jī)，國(guó)務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控已將新冠感染的分層救治列為應(yīng)對(duì)疫情的重要手段。

面臨的挑戰(zhàn)

新冠病毒感染患者的早期診斷及風(fēng)險(xiǎn)分層

奧密克戎感染患者具有一系列臨床表現(xiàn)：大多數(shù)患者表現(xiàn)出輕度至中度癥狀，10-20%的患者通常在第2周內(nèi)進(jìn)展為嚴(yán)重或危重疾病。嚴(yán)重病例通常以需要機(jī)械通氣的急性呼吸衰竭為特征，有時(shí)會(huì)發(fā)展為 ARDS（急性呼吸窘迫綜合征）和死亡。ARDS的疾病嚴(yán)重程度和發(fā)展，與高齡和潛在的醫(yī)療條件有關(guān)。

然而，盡管在開(kāi)發(fā)SARS-CoV-2 感染診斷方法方面取得了快速進(jìn)展，但從臨床數(shù)據(jù)到生物標(biāo)志物和免疫病理學(xué)發(fā)現(xiàn)的、現(xiàn)有預(yù)后標(biāo)志物已被證明無(wú)法確定哪些患者可能進(jìn)展為嚴(yán)重疾病。缺乏有效、實(shí)用、早期、快速的風(fēng)險(xiǎn)分層（Risk Triage）手段意味著一線醫(yī)療服務(wù)人員、臨床醫(yī)生可能無(wú)法確定哪些患者可以安全地隔離和康復(fù)、哪些患者需要密切監(jiān)測(cè)。早期識(shí)別嚴(yán)重程度以及監(jiān)測(cè)其免疫系統(tǒng)的反應(yīng)狀態(tài)對(duì)及時(shí)選擇適當(dāng)?shù)闹委煼桨?，如小分子抗病毒藥物、皮質(zhì)類(lèi)固醇、或選擇性細(xì)胞因子阻斷等治療方法非常重要。

開(kāi)發(fā)應(yīng)用狀況

新冠感染患者宿主免疫反應(yīng)的獨(dú)特分子生物標(biāo)記物及檢測(cè)技術(shù)

存在于全血轉(zhuǎn)錄組（mRNA）水平的宿主免疫反應(yīng)（Host Immune Response的基因表達(dá)特征譜（Gene Expression Signatures）已被證明可診斷感染的存在（Existence）、類(lèi)型（Type）和嚴(yán)重程度（Severity）。塞力醫(yī)療通過(guò)與Inflammatix公司的股權(quán)投資和獨(dú)家技術(shù)許可協(xié)議，引進(jìn)并優(yōu)化其基于機(jī)器學(xué)習(xí)的宿主免疫分析技術(shù)，并將其應(yīng)用到新冠感染患者的早期診斷和風(fēng)險(xiǎn)分層領(lǐng)域。

通過(guò)利用跨多個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)集（Dataset）的臨床、生物學(xué)和技術(shù)異質(zhì)性的機(jī)器學(xué)習(xí)研究，我們確定了宿主（患者）對(duì)呼吸道病毒感染的保守反應(yīng)，而該反應(yīng)不同于細(xì)菌感染，并且可以識(shí)別無(wú)癥狀感染者。這種對(duì)病毒感染的保守宿主反應(yīng)與結(jié)果的嚴(yán)重程度密切相關(guān)，且該宿主免疫反應(yīng)的基因表達(dá)特征譜可以作為急性感染病患者30天死亡風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)確預(yù)后標(biāo)志物。

通過(guò)將21個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)集與來(lái)自急性病毒感染患者的705個(gè)外周血轉(zhuǎn)錄組基因表達(dá)特征譜整合，確定了一個(gè)基于6個(gè)mRNA獨(dú)特分子生物標(biāo)記物宿主免疫反應(yīng)特征的算法，用于跨多個(gè)病毒數(shù)據(jù)集進(jìn)行死亡率預(yù)測(cè)，其AUROC達(dá)到0.90。接下來(lái)，我們?cè)诹硗?1個(gè)獨(dú)立回顧性隊(duì)列中驗(yàn)證了此模型，該隊(duì)列包含1417個(gè)患有各種病毒感染的患者的血液轉(zhuǎn)錄組特征譜，其用于區(qū)分嚴(yán)重與非嚴(yán)重感染的患者的AUROC達(dá)到0.94。最后，我們?cè)讵?dú)立的前瞻性和回顧性收集的COVID-19患者隊(duì)列中驗(yàn)證了該6-mRNA 模型，證明了其預(yù)測(cè)結(jié)果的能力，其用于識(shí)別嚴(yán)重呼吸衰竭或30天死亡率的AUROC可達(dá)0.87-0.89。

研究流程：臨床路徑與機(jī)器學(xué)習(xí)流程

值得注意的是，在每個(gè)驗(yàn)證分析中，我們的模型都能準(zhǔn)確區(qū)分嚴(yán)重后果的患者和非嚴(yán)重后果的患者，而不考慮感染的病毒，包括SAR-CoV-2。此外，在每個(gè)分析中，6-mRNA分類(lèi)器都有類(lèi)似的準(zhǔn)確性，以AUROC衡量，表明其對(duì)生物、臨床和技術(shù)異質(zhì)性的通用性和穩(wěn)健性。這意味著該模型在未來(lái)亦可應(yīng)用于新的COVID-19突變株和其它種類(lèi)的病毒爆發(fā)。

早在2021年，塞力醫(yī)療就與Inflammatix簽署技術(shù)許可合作協(xié)議，雙方約定將其所持有的快速分子檢測(cè)平臺(tái)（Myrna?）及膿毒癥診斷檢測(cè)芯片(InSep?)相關(guān)的專(zhuān)利及技術(shù)獨(dú)家許可授權(quán)給塞力醫(yī)療。本次開(kāi)發(fā)的新冠病毒感染風(fēng)險(xiǎn)分層qPCR試劑盒，通過(guò)6個(gè)特征性的mRNA標(biāo)志物檢測(cè)，幫助臨床醫(yī)生評(píng)估COVID-19新冠病毒感染者的疾病嚴(yán)重程度及是否需要入院治療，有望成為提高新冠感染診療效率、降低急危重癥病亡率的重要推手。

塞力醫(yī)療集團(tuán)自2021年開(kāi)始布局全球創(chuàng)新技術(shù)LDT服務(wù)特檢診斷項(xiàng)目。2022年廣州將LDT試點(diǎn)納入“十四五”規(guī)劃；上海發(fā)布《開(kāi)展上海市公立醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展試點(diǎn)工作的通知》強(qiáng)調(diào)，打造科創(chuàng)引領(lǐng)的產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展新趨勢(shì)，鼓勵(lì)有條件的醫(yī)院開(kāi)展自行研制體外診斷試劑（LDT）試點(diǎn)...在各項(xiàng)政策的助推下，集團(tuán)基于旗下第三方檢驗(yàn)平臺(tái)——塞力醫(yī)檢，聯(lián)合各大高校和科研院所，融合全球前沿領(lǐng)域尖端科學(xué)技術(shù)，設(shè)立細(xì)胞磁懸浮分選富集、血栓與止血、腸道微生態(tài)、膿毒癥分子診斷等創(chuàng)新LDT轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，以精準(zhǔn)防治方案和臨床實(shí)踐路徑，探索產(chǎn)、學(xué)、研、醫(yī)協(xié)同創(chuàng)新的精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展新模式，為滿(mǎn)足中國(guó)臨床及患者需求提供持續(xù)的動(dòng)力！