近期,印度东部西孟加拉邦(West Bengal)暴发的新一轮尼帕病毒(Nipah Virus, NiV)疫情再次触动了全球公共卫生的神经。当尼帕病毒、埃博拉、马尔堡等高致病性病原体再次进入公众视野时,讨论往往集中在“检测”和“防控”。 

图1 尼帕病毒(NiV)六种靶蛋白的结构及其核苷酸长度[1]

但对科研机构、生物技术公司与药物研发团队而言,一个更现实且迫切的问题随之出现:高风险病毒相关研发工作亟待启动,在无法、也不应直接接触真实病毒的前提下,研发进程如何顺利推进?


真正的挑战:不是有没有病毒,而是能不能安全开展研究

高风险病毒研发通常面临三重现实约束:

1. 生物安全等级限制:真实病毒研究通常需要 BSL-4 实验条件,全球仅少数机构具备。

2. 研发节奏受限:真实样本获取、审批流程及跨机构协作难度和成本过高。

3. 关键验证难以前移:靶点筛选、方法学验证等研发关键环节因缺乏安全研究条件,无法在早期完成。

这意味着,如果所有研发工作都等待真实病毒样本,依赖高等级生物安全实验室,针对高风险病毒的研发效率将被系统性拉慢,错失关键研发窗口。


 更可行的路径:在安全条件下推进病毒相关研发

越来越多研发团队正在形成共识:不直接接触真实病毒,也可以推进绝大多数前期研究。

核心思路是:将“完整病毒”拆解为可控、可设计、可验证的分子研究对象,通过分子层面的模拟与重构,在常规实验条件下完成研发关键步骤。


擎科提供高风险病毒安全研发解决方案

擎科关注的并非只是疫情应急物资的供给,而是更核心的研发底层需求:在高风险病原体研究中,如何让研发工作在安全、合规、可持续的条件下继续推进。

依托以 AI+分子智造为核心驱动力的基因工厂技术平台,我们将高风险病毒相关研究需求,转化为可在不涉及高等级生物安全设施、并适配常规分子生物学实验条件的实验环境中开展的分子级解决方案,覆盖基因合成、核酸工具定制、蛋白表达、假病毒构建、抗体发现全环节,全程无真实病毒接触,精准适配高校科研团队、体外诊断试剂公司、抗体药物研发公司、疫苗研发公司等不同研发主体的需求,帮助科研与产业团队把研发窗口前移。


01.从「序列」开始:病毒基因级研究支持

适用研发阶段

·病毒基因结构研究

·不同基因型 / 变异株的比较分析

·靶点筛选与早期验证

擎科能力支持:

基于高品质、快速交付的基因合成能力,擎科可在无真实病毒接触的前提下,为高风险病原体研究提供关键基因级分子原料:

支持基于 GenBank/NCBI 公开序列或客户指定序列的定制化基因合成;

覆盖不同基因型、变异株及关键功能区段的快速构建;

为后续蛋白表达、抗体筛选、诊断与疫苗研发提供安全可靠的上游基础;

通过基因合成,研发团队可将病毒研究前移至常规实验条件下,高效启动早期研究工作。


02.从「结构到功能」:假病毒构建 & 蛋白表达 & 抗体发现全链条支持

病毒 - 宿主互作机制研究、假病毒中和实验、诊断试剂开发、疫苗抗原制备、抗体筛选与功能验证

适用研发阶段

·用于抗体筛选与中和活性研究的模型构建与研发支持

·药物或分子作用机制研究的体外验证支持

·疫苗与递送系统的体外功能评估

擎科能力支持:

围绕病毒结构与功能研究,擎科提供覆盖假病毒、病毒蛋白与抗体发现的完整支持体系,实现无感染性条件下的功能验证:

·假病毒构建:用于核酸检测体系开发、中和实验及方法学验证

·病毒蛋白表达:高纯度抗原制备,支持诊断试剂开发与疫苗研究

·抗体发现与表达:从抗原设计到候选抗体验证,加速中和抗体筛选

 该方案主要面向诊断、疫苗及抗体药物研发过程中的研究与方法学支持环节。

 

03.CRISPR 与小核酸工具:机制研究与抗病毒研发支持

擎科能力支持:

·定制化 crRNA / sgRNA,用于病毒机制研究及 CRISPR 抗病毒策略探索

·基于 AI 的 siRNA 高通量设计与合成,支持宿主因子筛选与靶点验证

·提供化学修饰小核酸,助力新型直接抗病毒小核酸药物的早期研发

帮助研发团队在细胞模型中快速获得可验证的数据支持。


04.从「研究到方法学」:探针 / 引物研发支持能力

适用研发阶段

·分子检测方法学开发

·多靶点、多区域检测策略验证

·IVD 企业检测试剂盒开发

·研发到量产前的技术评估

擎科能力支持:

qPCR 引物 / 探针定制,支持多靶点、高特异性检测

基因型分型与变异监测相关引物 / 探针开发

CRISPR 快速检测所需核酸工具定制

支持从研发级到量产级的连续供货,适配 IVD 企业全流程需求。


05.平台能力整合:从研发支持到规模化分子制造

当研发路径逐步明确,研发团队面临的新挑战往往不再是“能不能做”,而是:

能否稳定复现?

能否支持多项目并行?

能否顺利衔接后续放大与应用?

在这一阶段,擎科基于平台化的 AI 驱动分子智造能力与标准化生产体系,将前期研发所使用的基因片段、引物/探针、crRNA/sgRNA、siRNA 等分子工具,以及蛋白表达、假病毒构建相关核心原料,统一纳入可规模化、可复制的生产流程,实现从研发级小批量制备到产业级大规模生产的无缝衔接,保障研发与产业化的工艺一致性。

同时,擎科为所有产品与服务提供全链路专业支撑,从源头提升研发效率与实验成功率。

擎科能力支持:

引物与探针的稳定批量合成与一致性交付

从研发级到放大阶段的工艺连续性

多项目、多靶点并行推进下的质量稳定性


Q:为什么“安全条件下的研发能力”正在成为关键能力?

在高风险病原体频繁出现的背景下,真正拉开差距的并不只是反应速度,而是:

谁能在合规与安全前提下快速启动并持续推进研发;

谁能将序列信息快速转化为可验证、可落地的分子研究工具与研发原料;

谁能降低更多研发团队的参与门槛。

当高风险病毒出现时,相关研发工作刻不容缓,更不该因无安全条件而被迫暂停。

真正成熟的研发体系,必须具备在安全条件下持续推进的能力。


擎科以 AI 驱动的分子智造技术体系为底层支撑,构建起 AI 驱动的基因工厂平台打造覆盖基因 - 蛋白 - 假病毒 - 抗体的全流程解决方案,全程无真实病毒接触,合规适配常规实验室操作,精准助力科研与产业团队攻克研发难题,共筑生物安全研发防线。

 

 

 参考文献:

[1]Siyun Yang and Supratik Kar, Are we ready to fight the Nipah virus pandemic? An overview of drug targets, current medications, and potential leads. Structural Chemistry, 2023. https://doi.org/10.1007/s11224-023-02148-6

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