高效又安全！揭秘新冠疫苗有效性评价的“神助攻”

交汇点讯 如何对新冠病毒疫苗进行有效性评价？其关键指标之一是对新冠病毒疫苗接种者体内产生的中和抗体滴度进行有效评价。江苏省疾控中心是国内主要的新冠病毒中和抗体检测机构之一。新冠肺炎疫情暴发以来，大量血清样本送至P3实验室等待检测。然而，传统的手工镜检方式操作复杂、耗时耗力，给穿着严密防护服的实验人员带来巨大挑战。

近日，一款“新冠病毒中和抗体全自动智能检测系统”在江苏省疾控中心P3实验室投入试用，大大提高了中和抗体检测效率。新华日报·交汇点记者采访到东南大学生物科学与医学工程学院院长顾忠泽团队，为大家揭秘这位“战斗力满满”的“队友”。

新冠疫苗上市前，必须经过安全性和有效性评价。在接种新冠疫苗后，理论上体内会产生中和抗体，这些抗体与新冠病毒结合后将使病毒失去感染性。据了解，这款全自动智能检测系统正是通过协助研究人员检测样本中的中和抗体，从而评价新冠疫苗的有效性。东南大学生物科学与医学工程学院副教授陈早早告诉新华日报·交汇点记者，实验人员在相关细胞中接种新冠病毒和血清的混合物，如果血清中针对新冠病毒的中和抗体有用，就会保护细胞，使之存活；反之，细胞会失去保护感染病毒而死亡。“通过观察细胞的存亡，可以判断血清中中和抗体的效用以及抗体滴度的高低，进而评价疫苗的有效性。”

顾忠泽介绍，江苏省疾控中心P3实验室检测工作强度极高，很多时候一次实验需要检测几十块96孔细胞板。全凭实验人员手动对每个细胞孔定位、调焦，观察、记录一块细胞板的结果少则耗时五分钟，多则十几分钟。“我们所研发的这套智能检测系统可以自动存储多孔板，利用机械手臂对多孔板进行抓取，降低了实验人员感染及实验室污染的生物安全风险，以往手动扫描、肉眼判别、手工记录等一系列操作变成了机器一体化自动操作，使得原本需要数小时才能完成的工作，现在只需1个小时就可以完成。”

在演示中，新华日报·交汇点记者看到，这套系统由堆栈、机械臂、显微镜、显示屏等几个部分组成。通过机械手臂抓取的多孔板经扫描后，被放置到显微镜下。通过自动识别技术，显微镜准确识别待检测板孔位置，随后，孔内细胞放大后的图像被实时显示在显微镜旁的显示屏上，方便检测者查看和判断。

“运用人工智能和机器学习的方法，整个系统可以自动完成新冠病毒中和抗体检测结果扫描、记录和判断的全流程。期间不需要人工干预，极大降低了 实验人员的工作强度。” 顾忠泽进一步介绍，在此之前的成像检测经常会出现成像质量不高等问题，很难让所有图像都清晰地显示，而这套全自动智能检测系统可以对成像系统进行矫正，从而清晰展现全部所需图像。

据了解，该项目集结东南大学生物科学与医学工程学院、东南大学苏州医疗器械研究院以及东南大学江北新区创新研究院三个研究院以及江苏省疾控中心的研发力量，仅耗时3个月就完成了可在P3实验室工作的“中和抗体检测深度学习智能成像分析仪”，既解放了人力，提高了检测工作效率，同时也减少检测者近距离接触病毒的机会，提升安全性。“由于研发时间紧张，我们的这台装备主要还是以此前研究院自主研发的专利产品‘3D肿瘤器官芯片高内涵成像分析系统’为基础，下一步我们还将针对P3实验室的应用对系统在体积、速度、人工智能准确性等方面进行全面优化，更好地服务于新冠疫苗的研发。” 顾忠泽表示。

新华日报·交汇点记者 谢诗涵/文 周天琦/视频

编辑: 蒋明睿