珞米生命科技：以「纳米组学」为支点，撬动新一代蛋白质组学和纳米药物递送

2022年6月，影响因子高达65的英国权威学术期刊《Nature Reviews Clinical Oncology》刊登了一篇综述文章，在英文语境下正式提出了「Nano-omics（纳米组学）」这一学术名词。

纳米组学是指结合高通量实验数据和人工智能算法，理性设计和开发具有特定生物功能的新一代生物纳米材料组，研究其与基因组、蛋白组、细胞系和组织的相互作用关系，并应用于蛋白质组学、生物标记物发现、基因药物递送、液体活检、癌症早筛等多个前沿方向中。

而早在2021年4月，在中国杭州就注册成立了一家叫Nanomics的公司，中文名为珞米生命科技。

珞米生命科技（Nanomics）是已知全球首家提出基于纳米组学为核心的生物经济产业上游工具和整体解决方案平台型公司。公司从「纳米组-蛋白组」相互作用切入，自主研发融合人工智能+纳米组学技术平台Kepler Pro^TM，将纳米组学应用于蛋白质组学中，实现了在单一技术平台上数千种蛋白质的深度挖掘、飞克级别的超高灵敏度、以及跨越8个丰度数量级的超宽检测范围。推动全球蛋白质组学行业进入NGS时代。

在此基础上，公司进一步纵向深入研究「纳米组-蛋白组-细胞系-组织」的相互作用，将纳米组学应用于基因药物递送中，打造了完善的纳米递送载体的高通量建库、体外体内靶向筛选、和纳米药物发现体系。推动基因疗法从「开盲盒」阶段进入可编程药物时代。

纳米组学有何魅力？珞米生命科技在纳米组学产业转化上已经取得了哪些进展？近期，动脉网和珞米生命科技创始人兼CEO吴昊博士进行了对话。

虽然「纳米组学」这一专有名词在2022年才被正式确立，其理论基础和方法学早已经被学术界深入研究几十年，其在工业界上的应用也开始崭露头角，类似于合成生物学。例如，Grail、Guardant、Freenome等企业都在用纳米材料去捕获血浆中的cfDNA。吴昊博士此前也在芝加哥创立了一家液体活检公司，用纳米颗粒捕捉血液中的循环肿瘤细胞。但这些研究都是从假设出发，去开发单个的纳米材料，并未引入组学大数据的思维。

珞米生命科技是全球率先将纳米材料「组学化」，或者说「大数据化」的企业。公司通过高通量实验数据和人工智能算法发现生物基纳米材料，建立生物基纳米材料数据库和组学数据库，将生物基纳米材料成功应用于多组学研究中。

吴昊是芝加哥大学普利策分子工程学院纳米软物质方向博士，师从世界著名生物基纳米材料专家、美国三院院士马修·特瑞尔，博士研究课题受美国材料基因组计划资助，利用高通量实验和算法开发新一代功能生物基纳米材料。在纳米技术、药物递送载体、软物质物理学方向上有超过10年经验积累。

在回国创立珞米生命科技之前，吴昊博士还分别在美国著名风险投资公司ARCH Venture Partners从事硬科技公司孵化，和人工智能独角兽公司开发用于癌症诊断的深度学习模型。这些跨行业跨学科的研究和工作经历，让吴昊博士习惯于从跨产业的角度去思考问题。

吴昊博士表示：“2015年左右，无论是AI算法还是实验手段，都没发展到今天的高度，制约了纳米组学的产业化。”随着近年技术进步，布局纳米组学产业转化的时机成熟，于是吴昊博士在2021年创立了珞米生命科技。公司联合创始人沈乐博士是芝加哥大学分子病理学博士，有20余年的多组学研究经验，公司由此形成了「纳米材料组+生物多组学」的跨学科团队。

吴博士这样解释组学的思维为实验科学带来的巨大提升：“长久以来，实验科学都是假设驱动，运气占据了很大成分，很多成果都是偶然性发现，重现率很低，转化率就更低，产学研严重脱节。目前学术界和工业界正在探寻新的研究范式，如何标准化、高通量地产生数据，利用算法分析数据，再将分析结果指导实验的设计。”

这也是为什么最近几年全球范围内AI for Science受到学术界和工业界如此广泛关注的内在原因。

“人类基因组计划就是经典的数据驱动模式。在数据驱动的思维下，我们整合高通量实验和先进算法，来建立生物基纳米材料库，并分析如何将纳米材料应用于不同的场景中，提升实验效率和成功率。这是实验科学革命性的变化，能够让我们发现越来越多的新材料，并迅速投入工业界应用，包括生物制药和诊断、合成生物学、新能源、农业和医美等领域。”

近年来在AI for Science的创新浪潮下，以数据驱动发现规律的开普勒研究范式开始得到越来越多的关注，受到了众多研究人员的青睐。珞米生命科技打造通用型Kepler Pro^TM技术平台，志在成为高通量蛋白质组学、蛋白质从头测序、生物标记物发现、纳米药物载体递送、酶定向进化、合成生物学等多个前沿硬科技方向的底层工具。

基于纳米组学技术平台，珞米生命科技从蛋白质组学上游工具切入，并延伸到纳米载体递送高通量建库和配方筛选。

蛋白质组学指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识，正在被用于药物发现、癌症早筛、伴随诊断、免疫疗法等多个细分场景。

目前，全球前20家大型药企都在使用蛋白质组学发现新生物标记物和靶点。美国早筛巨头Exact Sciences刚刚收购了一家蛋白质组学公司；Illumina也于去年宣布进军蛋白质组学；新晋诺贝尔化学奖得主Carolyn Bertozzi创立的InterVenn，2021年已经推出全球首个基于AI和蛋白质组学的卵巢癌诊断产品。

根据Cowen Equity行业研究数据显示，2021年，全球蛋白质组学市场规模已高达280亿美元，增长超过10%，是行业公认的继基因组学之后，精准医疗领域的广袤蓝海市场。

然而，蛋白质富集方法仍然是制约蛋白质组学发展的核心瓶颈。传统技术手段一次只能捕捉几个或者几十个蛋白，丰度在2-4个数量级。行业急需从单个样本中同时捕获数千种，且丰度跨越10个数量级的蛋白质。但目前即使是最灵敏的质谱也无法做到。

珞米生命科技高通量蛋白质组学业务产品矩阵

珞米生命科技已经开发出深度蛋白质组富集试剂盒、高通量样本前处理工作站和基于深度学习的数据处理方法，形成了覆盖蛋白质富集、自动化前处理、蛋白质鉴定、生物标记物发现的全流程产品矩阵。

公司独特的纳米亲和探针对血浆蛋白质具有近300倍的富集和反富集效力，攻克了最具挑战的蛋白质富集环节。目前可以做到深度富集超过8个数量级的数千个蛋白，并且覆盖2,000个信号通路，大大满足行业对于高通量、深度、无偏差、低成本的蛋白组学的迫切需求。

“类比基因组学，这相当于推动蛋白质组学从PCR时代迈入了NGS时代。”吴昊博士表示。

在建立「纳米组-蛋白组」作用图谱的基础上，珞米生命科技进一步构建「纳米组-蛋白组-细胞系-组织」。即纳米材料如何进一步与不同细胞（比如免疫细胞）和器官组织相互作用。这就进入到了基因疗法纳米递送载体的领域。

不论是RNA疗法、基因编辑还是细胞疗法，都需要大规模制备和高通量筛选合适的纳米递送载体。但基因疗法载体如何跟人体相互作用，目前还是一个黑盒。纳米载体表面吸附的蛋白冠图谱，可能是打开这个黑盒的一把钥匙。比如脂质体纳米粒子LNP表面吸附的ApoE血浆蛋白，能够特异性结合肝细胞表面的LDLR受体，这才使得LNP具有肝脏靶向性。

LNP载体通常由4种成分构成，每种成分有几十上百种分子，理论上可以产生上亿种配方组合。常规方法还是在很小的空间里探索，且很多配方都已经申请了专利。针对新型的RNA结构和序列，如何高效制备大小可控和分布均一的纳米药物载体，如何筛选新的配方、突破肝脏靶向限制，是行业的痛点和迫切需求。

国家药物监督管理局更是在2021年颁布了《关于纳米药物质量控制》三大指导原则，直接在顶层设计上催生了大量工业界需求。

为此，珞米生命科技搭建了完整的纳米递送载体建库和筛选的产品矩阵，包括（1）以meona nanoprinter^TM纳米载体台式打印机为核心的高通量建库平台，可以实现20 mL/min的高通量制备高度均一（PDI～0.1）的纳米载体，（2）meona nanosizer^TM形态表征平台，可精确表征亚纳米尺度载体结构和内部RNA形貌，（3）meona fingerprint^TM纳米载体表面血浆蛋白冠指纹图谱表征平台，和（4）meona barcoder^TM具有 DNA编码的纳米载体体内跟踪和高通量筛选平台。

珞米生命科技纳米载体递送业务产品矩阵

吴昊博士表示，欧美基因药物领头羊公司，包括Moderna、辉瑞、阿斯利康、BioNTech、Beam Therapeutics、Verve Therapeutics等早已经用类似技术手段开发具有历史意义的RNA药物和基因编辑疗法。我们希望能够全方位助力药企客户，特别是中国企业，早日创造具有全球影响力的可编程基因药物。

珞米生命科技过去半年多发展迅速，不仅搭建了跨学科的技术平台，开发出两大核心业务，还发布6款产品和服务。目前公司已经有多家慕名而来的客户，并和上下游企业达成业务战略合作。

但吴昊博士坦言现在公司正在加紧提升交付能力。接下来，珞米生命科技会聚焦在蛋白质组学和纳米载体递送，新建生产车间，扩大产能，并完善BD和市场团队，加速规模化和商业化。

对于面对的市场机会，吴昊博士谈到：“全球蛋白质组学市场还处于群雄逐鹿、格局未定，而纳米药物正在加速变革未来的疗法，中国企业有很大机会在上游工具市场占据全球领先地位。

如何拓宽中国在全球产业链上的占据的位置，可能是属于新一代以硬科技为立身之本的中国公司的下一波巨大红利。”