[生物新路·抗衰老]④立志成为“韩国版 imec”的 K-Bigheart

K-Bigheart 首任所长 Ipyung Se POSTECH 讲座教授专访
可同时测量100种疾病基因的芯片
用一滴唾液实现疾病实时监测
构建韩国型 BIC 代工厂战略

① 已跻身全球新产业的“对抗衰老之战”

②连大型制药企业都未解开的抗衰老新药，韩国迎来“缝隙”机会

③比谷歌更早起步的三星抗衰老研究，为何落后13年

④立志成为“韩国版 imec”的 K-Big Heart

抗衰老新药竞争的终点，归根结底是“测量”。在抗衰老新药和生物标志物之争成为全球议题之际，韩国开始着手构建覆盖传染病、癌症与抗衰老的分子诊断芯片基础设施。总投入1130亿韩元的国家生物芯片研究所五年蓝图首次曝光。

此次国家级生物芯片项目的核心，是POSTECH“全球医疗器械工程研究所（K-Big Heart）”。该研究所计划在5年内搭建两大类基础设施：一是可在单一芯片上同时检测100余种生物标志物的分子诊断平台；二是在模拟人体血流环境的动态类器官芯片上人为诱导衰老，从而发掘标志物。以一滴唾液即可在日常生活中追踪衰老进程阶段的个体化分子诊断生物芯片，被提出为第一阶段目标。这是为了将韩国在精准早期诊断和抗衰老诊断领域打造为全球枢纽而进行的首个国家级投资。

K-Big Heart是一个以将半导体工艺嫁接至生物领域的生物医学集成电路（BIC）为基础，构建下一代医疗健康平台的国家研究所，布局包括基于超精密诊断·超高速分析芯片、类器官疾病模型芯片、细胞·基因治疗芯片、分子诊断·治疗芯片以及基于量子的超精密生物传感芯片在内的五大支柱。研究所虽然也开发慢性疾病芯片和传染病芯片，但抗衰老芯片是其中分子诊断平台最具代表性的应用领域之一。

在生物纳米光子学微流控芯片（微流体芯片）领域享有世界权威地位的Luke Lee POSTECH讲席教授（曾任美国加州大学伯克利分校、苏黎世联邦理工学院及哈佛大学医学院教授）担任掌舵人。Lee教授曾在美国高校任教期间，基于研究成果创办3家公司，并先后出售给默克、辉瑞、赛默飞世尔科技等全球大型制药和大型企业，被认为是对芯片基础生物产业商业化路径理解最深的研究者之一。

作为K-Big Heart首任所长，Lee教授近日在接受阿视亚经济采访时表示：“衰老是韩国与全世界同时面临的最大医疗需求，而通过芯片为基础的分子诊断基础设施来解决这一问题，是K-Big Heart的主要目标之一。”他判断，抗衰老新药开发竞争越是加速，最终胜负越会在能定量测量衰老阶段的类器官疾病模型芯片以及通过超精密诊断·超高速分析芯片构建的诊断基础设施上见分晓。

其主要目标是一次性检测与衰老相关的100余种生物标志物的综合分子诊断芯片，即将样本前处理、扩增、检测过程全部集成在一枚芯片上。迄今为止，衰老诊断主要采用从血液、尿液中逐一分析标志物的方式。尚不存在能够在单一芯片上同时检测百种标志物、在短时间内对个体生物学年龄、衰老速度及老年性疾病风险进行精密诊断的最前沿商业化产品。

Lee教授表示：“要同时处理数十种标志物，芯片上的反应器必须具备高集成度，并且从样本前处理到检测都要实现一站式处理。虽然各单项技术已在一定程度上存在，但同时具备超高集成度，并通过一体化制造工艺整合起来，能够为早期诊断和个体化抗衰老治疗提供指南的‘芯片到世界’（Chip-to-world）界面，目前尚未出现。”

关键在于芯片量产基础设施。要将100种标志物集成到单一芯片上，并在一台设备中完成从一滴唾液样本的前处理到多重检测，就必须具备半导体级别的微细加工能力。Lee教授将把数百个微流控反应器刻写在一枚芯片上的工作，比喻为半导体工艺的延伸。他之所以强调，K-Big Heart下一阶段要在全球率先构建面向生物医学IC（BIC）芯片大规模生产的“BIC代工厂”一体化制造基地，原因就在于此。

项目以比利时非营利半导体研究机构imec为参考起点，但战略是要在全球范围内首次在韩国建立面向顶级BIC芯片研发与生产的BIC代工厂。imec的运营费用有75%来自三星电子、台积电等全球半导体企业的工艺委托订单。日本和瑞士也在以类似模式追赶。日本由电子巨头组成财团，与政府共同投资于诱导多能干细胞重编程基础设施；瑞士罗氏与荷兰政府则选择将资源集中投向以Hans Clevers博士为代表的、在干细胞生物学和类器官研究领域享有世界声望的个人研究者。

Lee所长回忆起今年1月访问imec时称：“给我印象最深的是，他们依托包括众多博士级研究人员在内的6600名人才基础设施，开发脑芯片、诊断芯片和类器官芯片。要产出高质量研究成果，充足的人才和资本是必不可少的。”

他接着表示：“抗衰老的本质是‘优雅而健康地老去’。通过提前掌握何时会开始出现痴呆，或者哪个器官会率先老化，从而及早改善生活习惯，使自己不至于成为家庭的负担，这正是K-Big Heart所提出的诊断基础设施的目标。”