验血不抽血，覆盖肿瘤、代谢、神经、药物的IVD创新技术

“血液检测”是通过抽取并化验患者的血液，分析其中各种血细胞、血浆生物分子的变化情况，从而达到寻找病因、诊断和鉴别诊断疾病、预估患者情况或评估疗效等目的。血常规、肝功能、肾功能、血糖、血脂等，也有不常见的细胞免疫表型、特定融合基因或基因突变检测等都可以通过“抽血化验”来完成，是最常采用的检测项目之一。

但这种传统的“抽血化验”并不能实现或满足所有的应用场景，例如，新生儿抽血化验的操作难度和感染风险会随着验血次数的增多而升高。另一方面，血液样本离开人体后的细胞活性、化合物状态等会随之改变，再加上运输保存、实验处理对血液样本造成的影响，传统的抽血化验几乎不可能精准反映出血液中内涵物质在人体中的真实情况。更重要的是，对于像循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cells,CTCs）这类微量但关键的检测项目来说，相比离体检测，实时动态监测会是更理想的选择。

由此看来，“无创”、“实时”、“高分辨”，是传统“抽血化验”目前无法覆盖的临床需求。

来自北京大学、上海交通大学、中国科学院的三位创始人共同成立了光域生物医学科技限公司(以下简称：光域生物)，他们经过近20年的技术验证和沉淀，开发的全新血液检测方案——在体循环激光检测系统，或可填补上述未满足的临床需求，同时还将该项技术拓展到了肿瘤、血脂、血糖、帕金森症、抑郁症、睡眠等相关指标的无创体外检测中。

“在体流式细胞检测技术（In Vivo Flow Cytometry，IVFC）”是光域生物的核心技术。区别于一般体外诊断，IVFC主要采用不同的光源信号对目标血管进行垂直照射，通过对细胞、分子、颗粒等被照射后得到的反馈信息实现在体检测。

IVFC的整体操作简单高效，在固定好检测设备后，即可根据光学图像的导航完成血管定位并开启检测。检测过程中反馈的实时高分辨率数据被直接采集并计算，最后可根据检测需求产生定性、定量的监测数据以及相应数据分析结论。

目前，光域生物实现了在体荧光信号、光声效应和拉曼光谱三个方面的技术应用，开发出针对肿瘤、免疫、药学、干细胞等多场景下的科研以及临床应用解决方案。

2022年9月16日，光域生物发布了全球第一台在体流式细胞商用仪器IVFC-1000，也是公司在荧光在体检测管线中的首款产品，主要用于临床前实验动物上进行基础研究。

在建立动物模型时，给目标细胞转染特定的荧光蛋白基因，使动物在后续的生长、繁殖过程中，目标细胞均含有标记的荧光。以胃癌动物模型为例，在胃癌进展过程中，胃癌组织的所有细胞都将带有特定的荧光信号，包括CTC。届时，利用IVFC技术在动物耳朵或尾部等合适部位进行检测，可以通过捕捉荧光信号实现对肿瘤相关细胞的检测。

除肿瘤动物模型研究外，IVFC检测技术还可以应用在药代动力学、药物递送系统、免疫细胞检测、循环系统中细胞间相互作用等科研场景中。

对于临床应用方面，光域生物选择采用“光声效应（In vivo Photoacoustic Flow Cytometry，PAFC）”聚焦黑色素瘤的在体无创检测。

基于光声效应的活体流式检测技术（In vivo Photoacoustic Flow Cytometry，

PAFC），是将一束高频脉冲激光通过显微镜镜头聚焦在合适血管上，当循环系统中的靶细胞（血细胞、癌细胞、淋巴细胞等）通过激光在该血管的聚焦点（视窗）时，受到不同波长的高频脉冲激光的照射，产生光声波，其发出的超声信号能被放置于组织表面的超声探头检测到；而后对检测到的循环靶细胞的超声信号进行处理并对单位时间（比如每分钟）通过激光在该血管的聚焦点（视窗）的细胞数目进行定量分析。

作为一种带有黑色素的肿瘤，其肿瘤细胞、CTC等也均带有黑色素。在血液循环系统中，相较于普通的红细胞、白细胞等，黑色素瘤的CTC受到激光照射后会表现出较强的吸收能力，进而产生强烈的热效应，使得CTC细胞体积发生膨胀，并产生更强烈的超声波。

通过捕捉黑色素瘤CTC发出的特殊超声信号，实现对黑色素瘤CTC的检测，进而达到相应的早期诊断、疗效评估、预后评估、提示肿瘤转移风险等目的。

在临床实际应用中，由于CTC会随着人体的生理节律变化，同时考虑到个体差异与作息变化，光声效应PAFC通常需要对患者进行48小时甚至一周的长时间实时监测。因此，结合检测准确性、患者依从性等方面的考虑，手背静脉、手腕桡动脉、上臂肱动脉已被拟定为光声效应PAFC的三项候选检测部位。

相较于前两种应用于特定场景或病症的在体检测，拉曼光谱与活体流式检测技术的结合似乎碰撞出了更激烈的“火花”。

光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射。发生弹性碰撞时，光子和分子之间没有能量交换，仅改变了光子的运动方向，其散射频率等于入射频率，这种类型的散射在光谱上称为瑞利散射。而发生非弹性碰撞时，光子和分子之间在碰撞时发生了能量交换，即改变了光子的运动方向，也改变了能量，使散射频率和入射频率有所不同，此类散射在光谱上被称为拉曼散射。

拉曼散射产生的拉曼光谱被发现可以提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，其无需样品准备，样品可直接通过光纤探头测量。并且，拉曼散射单次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析，产生的拉曼光谱谱峰清晰尖锐，非常适合定量研究。更重要的是，激光束直径在其聚焦部位通常只有0.2-2毫米，因此常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到，拉曼显微镜物镜甚至可将激光束进一步聚焦至20微米或更小，完成更小面积样品的分析，这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的优势。

结合拉曼光谱的基本原理与特点，光域生物让活体流式检测技术实现了在临床与科研两端对泛癌种CTC、血脂、白细胞、药代动力学等各种场景下的应用。

相较于正常组织细胞，实体瘤CTC中脂肪含量明显偏高，拉曼光谱流式检测通过激发并捕捉CTC因脂肪含量较高而产生的特殊拉曼光谱，即可完成在体检测。不同实体瘤CTC的脂肪含量不同，产生的的拉曼光谱不也相同，光域生物目前正在针对不同实体瘤CTC之间的光谱信号差异进行实验验证，以绘制出针对不同实体瘤CTC的拉曼光谱。

基于光学信号反馈脂肪含量的这一原理，光域生物还将拉曼光谱流式检测技术拓展应用至血脂检测。血脂异常作为脑卒中、冠心病、高血压等众多慢性疾病的主要风险因素之一，患者和高危人群需要对其进行重点监测。对比到院抽血检测，拉曼光谱流式检测简单、实时、无创的检测技术或更方便对应人群进行居家随时自检。

另一方面，白细胞作为反应人体中炎症或感染的重要指标，也能够通过拉曼光谱流式检测技术实现实时监测。光域生物认为，对这一技术需求最强烈的应用场景莫过于新生儿重症监护(NICU)。在手腕或额头等部位固定穿戴式或贴片式的检测装置，就可以对新生儿体内的白细胞数量进行实时监测，避免反复抽血造成的二次感染或伤害。

在科学研究方面，拉曼光谱流式检测技术可以被用于药物研发的临床前研究和临床试验阶段。利用该技术对于体内化合物实时监测的可行性优势，光域生物提出，根据各个药物分子在特定光波下形成的独有拉曼峰，即可实时监测到药物在动物或人体真实环境中的代谢过程，并且可以检测过程可以持续几小时甚至几天以上。在临床试验中，还可以直接观察到因用药剂量、个体差异、联合用药、等情况带来的不同临床试验结果。对失败率极高的临床前、临床研究来说，拉曼光谱流式检测技术无疑是一种值得期待与尝试的“新思路”。

“麻雀虽小，五脏俱全。”

惊喜的是，作为一家初创企业，光域生物已经完成了部分管线在技术开发、原型机搭建和商业机生产相关的工作，其中核心零部件已经实现国产化，同时也面向全国组建起商业化销售团队。

接下来，荧光检测商业机IVFC-1000会成为公司的重点商业转化对象，光域生物医学近期将在国内知名三家医院启动在体检测技术相关的临床研究项目，并在此基础上开展产品临床试验和产品型式试验，申报医疗器械注册证。针对黑色素瘤的光声流式检测产品管线也将进入到临床试验阶段，积极争取进入国家医疗器械绿色通道，加快产品报证速度。

作为一家可持续创新型企业，光域生物还将继续突破技术应用的边界。拉曼光谱流式检测技术在今年将进入到原型机开发和动物实验阶段。同时，基于创始人团队在生物医学、分子遗传学、光电子理学方面的学科优势，公司还计划在体无创治疗开拓第四条管线，即在检测到特定细胞时同步实现对该细胞的杀灭。除了肿瘤细胞，光域生物还将向帕金森症近红外光治疗方向进行开拓。

不管是技术探索还是企业发展，光域生物都能在清楚认知自有优势的基础上，明确挑战并指定发展规划。相信光域之光不仅能够照进科研、照进临床，也照亮了光域生物的前路。

据悉，即日光域生物将正式开启新一轮融资，以加速产品研发注册、团队建设与市场推广，期待与众多医疗健康领域同仁探讨合作、共创未来。