科技奖专题 · 青年科技奖 | 聚焦肿瘤、疟原虫、心脑血管、生物材料、麻醉新药等，为健康中国贡献青年力量

一、聚焦微环境小分子代谢物创建消化道早癌内镜诊断新技术

消化道恶性肿瘤受众人群多，症状迁延反复，医疗费用负担重，成为影响居民健康和社会发展的重大公共卫生问题，而早期诊断和治疗可将患者5年生存率提高到90%。华中科技大学同济医学院附属协和医院的蔺蓉教授带领项目组开展“消化道早癌内镜诊断新技术的创建与应用”，针对消化道肿瘤相关分子诊断与治疗、共聚焦内镜的研发与拓展应用及相关平台建设、胶囊内镜的新设备新技术研发、人工智能技术的临床应用等关键问题，进行深入的临床和基础研究，取得了系列研究成果。该项目荣获2022年中华医学科技奖青年科技奖。

项目组聚焦微环境中特异性小分子代谢物，揭示其在消化道早癌发生中的作用机制：证实微环境中小分子代谢物葡萄糖在肠道疾病的早期发生及发展过程中发挥重要作用，证实微环境中小分子代谢物岩藻糖参与肠道疾病的早期发生，证实微环境中小分子代谢物谷氨酰胺可差异性调控干细胞在肿瘤发生和神经再生中的功能，为消化道早癌的防治提供新靶点。

项目组将基础研究筛选出的小分子靶标与共聚焦内镜相结合，实现基础研究成果的临床应用转化，切实有效提高胃肠道疾病的早期发现率：聚焦特异性微环境小分子代谢物筛选改良为共聚焦内镜下荧光靶标，实现功能性共聚焦内镜的探索，用于消化道早癌的早诊早治，实现基础研究成果的临床应用转化；推动共聚焦内镜的临床推广并建立共聚焦诊断图谱。和白光内镜相比，功能性共聚焦内镜研发有效地将消化道早癌（瘤变）的临床诊断敏感性由72.45%提高到94.96%；特异性由68.75%提高到95.99%。

项目组建立胶囊内镜对肠道疾病诊断新模式，实现由形态内镜向功能内镜理念突破：建立并验证人工智能图像辅助阅读模型，在人工智能系统的辅助下，阅读时间由传统的96.6分钟下降到5.9分钟，同时小肠异常病灶诊断的敏感性由74.57%上升至99.88%，小肠疾病的诊断效能由从85.52%提高到97.86%。

项目组表示，未来计划继续完善并不断扩大消化道早癌（及癌前疾病）临床队列的例数及质量、建立优质数据库，切实完善随访工作、参与全国消化道肿瘤早诊早治慢病防控的规范化制定和实施、继续开展消化道肿瘤慢病防控实践及培训及消化内镜5G与人工智能相结合方面也是未来工作的重点。

二、专注疟原虫生物学特性与防控技术研究为全球疟疾防控提供有力技术支撑

为了进一步巩固我国疟疾防控成果和有效开展疟疾援外国际合作，江苏省血吸虫病防治研究所的曹俊研究员带领项目组开展“境外输入性疟原虫生物学特性及防控关键技术研发和应用”，围绕境外输入性疟疾防控的需求，建立了覆盖全球主要疟疾流行区的样本库，并利用这一独特资源开展了输入性疟原虫的全基因组测序、药物抗性和诊断技术等系列研究，为我国实现和巩固消除疟疾目标提供了重要保障，也为全球疟疾防控提供了有力的技术支撑，取得了显著的社会效益和经济效益。该项目荣获2022年中华医学科技奖青年科技奖。

项目组还利用境外输入性疟疾的资源，构建了覆盖非洲和东南亚等主要疟疾流行区的疟疾样本库，为进一步研究提供了独特资源；还基于项目样本资源库，在国际上率先完成了卵形疟原虫和三日疟原虫的全基因组测序，为进一步了解卵形疟和三日疟原虫在基因组水平的特征提供了基础；此外，项目组首次对快速诊断产品检测输入性疟疾的效果及其影响因素开展系统评估，研发优化改良的诊断产品在全球广泛应用。

项目组表示，下一步将与疟疾流行地区开展进一步的合作，对全球不同地区的疟原虫生物学特性开展系统研究和关键防控技术研发，从而为全球消除疟疾提供更多的技术支持。

三、创新研发新型智能载体为克服肿瘤化疗耐药提供有效手段

肿瘤化疗耐药是临床肿瘤治疗亟待解决的难题之一。针对肿瘤化疗耐药机制不清、药物输送效率低，以及缺乏有效治疗策略的关键问题，华中科技大学的王征教授带领项目组开展“新型智能载体逆转肿瘤耐药关键技术创新和应用”，发现一系列肿瘤耐药重要靶点，发明两大类智能载药系统，创新性提出三种逆转耐药新策略，实现了核心理论、关键技术、治疗方法的突破。该项目荣获2022年中华医学科技奖青年科技奖。

项目组探明了肿瘤耐药新机制和治疗新靶点：突破耐药细胞研究的技术瓶颈，建立活体单细胞成像新技术，为逆转肿瘤耐药研究提供新工具；解析一系列耐药关键蛋白和耐药核心分子网络，为克服肿瘤耐药提供新靶点；系统揭示微环境促进肿瘤耐药关键机制，为破解耐药提供新方向。

项目组发明了两类适用于耐药肿瘤治疗的智能载体：发明“亚细胞器”靶向的“阀门”控释载体，高效递送化疗药物；发明功能“定制”型智能载体，功能模块“按需”拼接，实现病灶区迅速有效富集药物。

项目组创新结合耐药机制和智能载体，提出“新化疗+”理念，创制三种化疗新策略：（1）针对化疗诱发残余肿瘤耐药的棘手问题，提出“化疗+抗炎”“化疗+免疫代谢调节”等双重靶向策略，同时破解耐药和复发难题，显著提高化疗疗效，减少肿瘤复发；（2）提出重塑药物敏感性策略，抑制耐药关键蛋白，使失效化疗药物再起效，临床推广，安全可行；（3）针对临床抗耐药治疗模式单一、疗效有限问题，提出近红外光介导的多模态治疗新策略，创制低强度“光热-光动力学”与化疗联合的多模态治疗，扩大光热治疗的临床适用范围，使原来的禁忌证变为适应证，显著改善化疗效果，临床前耐药肿瘤抑制率从10%提升至80%。

项目组表示，未来将在现有工作基础上继续深入开展这些靶点的研究，完善相关载体设计，推动成果转化应用，同时肿瘤耐药分子机制和相关智能载体的转化应用仍需通过多种细胞、动物模型进行进一步验证。

四、新靶点、新策略、新技术攻克危重症心脏病围术期重要器官保护难题

随着人口老龄化和疾病谱的改变，危重症心脏病的发病率日益增高，严重危害国人的生命健康。空军军医大学的段维勋教授带领团队开展“危重症心脏病围术期重要器官保护新策略及手术新技术研究”，围绕危重症心脏病外科治疗围术期心脏保护新关键干预靶点、心脏保护新策略、微创手术新技术等开展研究工作，取得系列重要科学发现。该项目荣获2022年中华医学科技奖青年科技奖。

项目组在国际上首先筛选并报道了CTRP、SIRT家族等人体内源性分子是危重症心脏病围术期心脏损伤的关键调控干预靶点，通过基础、临床研究证实其重要的心肌保护核心分子机制，并以此为基础建立了围术期心脏损伤综合评估指标，为实现心肌缺血损伤的预警奠定了基础，为围术期心脏保护干预策略提供新思路。

项目组首先建立了基于人体内源性分子药物干预调控的心脏保护新方法，研究筛选出具有心脏保护效应的天然药物、人体内源性分子，优化围术期给药方式、心肌保护液新配方、体外循环预充管理新方法，并通过配套装置及产品研发，显著降低了心脏等重要器官功能不全的并发症发生率。

项目组率先开展了多项国际、国内领先的微创手术新技术，包括先天性心脏病、急性主动脉夹层、高龄心脏瓣膜病、再次心脏手术等微创复合治疗技术，显著降低了围术期重要器官功能不全并发症的发生率，并通过在国内多家三甲医院推广应用，为提高危重症心脏病患者外科治疗水平提供了重要的技术支撑。

项目组表示，未来还需要进一步开展大型多中心临床随机对照研究，加强微创技术的推广应用，继续优化临床操作技术流程并建立相应的技术规范，通过产学研结合的道路加强新技术核心医疗器械和产品的研发，让更多的危重症心脏病患者能从该项目科研成果获益。

五、创新脑血管病磁共振成像技术解决脑血管系统重大疾病诊治难题

脑血管病是严重危害我国人民生命健康的重大疾病，患病人数逐年增加，脑血管病的早期诊治具有重要意义。首都医科大学附属北京朝阳医院的杨旗教授带领项目组开展“脑血管病磁共振成像技术创新与临床应用”，聚焦于脑血管病影像学早期预警的临床需求，围绕脑动脉易损斑块与血栓影像学定量评估及风险预测等关键科学问题，提出了新型高分辨率颅内动脉管壁磁共振成像系列方法，实现了血管壁复杂病变的无创性、量化识别和精准诊断，解决复杂脑血管病鉴别诊断难题，在国内外多家医院获得推广应用。该项目荣获2022年中华医学科技奖青年科技奖。

项目组通过磁共振信号快速采集方法创新，实现快速、高分辨全脑血管壁成像方法，被写入多部国际指南和经典教科书；进一步揭示了颅内动脉管壁斑块内出血和表面不规整在不同部位血管分布特征，建立易损斑块磁共振量化分型标准，应用于临床；提出了磁共振黑血血栓成像方法，揭示动静脉血栓磁共振信号时空分布规律，建立血栓定量评价标准，指导重症静脉窦血栓治疗。

项目组表示，未来将继续开展心脑血管一体化快速成像方法研究，建立跨血管床高危斑块影像评价体系，实现心脑血管共患疾病患者的早期精准诊断。

六、瞄准组织修复生物材料发展前沿构建基于框架核酸为核心的基因和药物传递技术体系

研发具有良好生物安全性、生产成本低、可调控微环境及干细胞、且修复效果佳的生物材料是组织修复与再生工程研究的热点和难点之一。四川大学华西口腔医院的林云锋教授带领项目组开展“框架核酸在基因和药物传递中的关键理论与技术应用”，历经10余年产学研合作，提出了基于DNA四面体框架核酸材料在组织再生工程中运用的新思路，发明了DNA纳米材料与传统基因功能序列或药物结合形成的新型复合材料，优化了生物安全性、特定生物效应、生产成本等多个关键环节，构建了基于DNA四面体框架核酸的生物材料的研发和生物运用的新体系。该项目荣获2022年中华医学科技奖青年科技奖。

项目组创建了具有四面体立体空间结构的DNA纳米材料，该DNA四面体框架核酸具有良好的结构稳定性、特异的细胞膜穿透性能、良好的生物安全性、结构可编辑性。项目组发现DNA四面体框架核酸对多种细胞（神经干细胞、间充质干细胞、角膜上皮细胞等）的生物学行为（增殖、分化、抗炎等）具有积极作用；此外，发现其对损伤后炎症、感染等微环境的具有明显的调控作用，提出并奠定了DNA四面体框架核酸在组织损伤修复中“微环境-细胞-生物材料”理论框架和基础技术。项目组将传统的基因序列和药物相结合，发明了“DNA四面体框架核酸-基因/药物”递送系统的制备技术和理论基础，优化了基因或药物的细胞或体内搭载和传递过程，增强了基因或药物的生物作用及利用效率。项目组发明了利用阳离子高分子材料作为DNA四面体框架核酸及衍生材料保护外壳的方法，增加了DNA四面体框架核酸及其衍生复合材料的细胞及体内代谢时间，为实现该类材料的体内缓释及增效生物作用提供了新的研究思路及理论技术。

项目组表示，后续将进行与传统的药物或载体的生物效应的对比研究，还将利用阳离子高分子复合材料、生物仿生膜材料等技术与以DNA四面体框架核酸为基础的衍生材料结合，延长DNA材料的体内半衰期和增强药物的疗效。

七、以临床为导向聚焦麻醉手术新药创制和关键技术研究

由于麻醉手术应用场景复杂，药物研发技术壁垒高，目前临床用药大多依赖进口或仿制，且存在作用靶点不清、代谢可控性差、安全性不高等重大缺陷。因此，研发具有自主知识产权和显著临床优势的麻醉手术新药具有重要的科学研究价值和临床转化意义。四川大学的柯博文教授带领团队开展“临床导向的麻醉手术新药创制及其关键技术研究”，以“精准、可控、安全”的临床需求为导向，立足于基础研究的源头创新，在麻醉手术新药研究与开发方面形成了具有特色的研究体系。该项目荣获2022年中华医学科技奖青年科技奖。

项目组通过系统研究与深入挖掘离子通道靶点及其麻醉镇痛作用机制，首次阐明了超级化激活的阳离子通道（HCN1）、电压门控钠离子通道（Nav）中枢亚型、漏钠离子通道（NALCN）以及其他靶点在麻醉镇痛作用中的重要作用，建立了基于跨膜蛋白靶点的麻醉镇痛药物作用机制体系。项目组发展生物正交反应、多靶点协同作用和可视化探针等多种新药开发策略，实现了小分子药物和气体药物的可控激活、可控失活、精准靶向等关键核心技术的突破，构建了安全、稳定、可控的麻醉手术新药设计、合成和生物学评价的技术平台。项目组基于对麻醉镇痛靶点的深度挖掘和麻醉手术新药研发关键技术的突破，先后开发了一氧化碳小分子药物和盐酸甲氧依托咪酯（全身麻醉药）、盐酸羟甲溴铵（局部麻醉药）、LL-50（局部麻醉药）、YJJS-71（骨骼肌松弛药）四个1类麻醉手术创新药物，获得临床批件2项，有力地推动了我国具有自主知识产权麻醉手术新药和诊断产品的研发水平。

项目组表示，未来要充分发挥“药学+临床”“药学+计算机”“药学+口腔”等交叉学科强强联合的特点，资源共享、优势互补，真正实现麻醉手术创新药物研发的一体化，共同推进麻醉手术创新药物研发技术的产业化和相关研究成果的临床转化进程。

编辑|左舒颖

责任编辑|郑梦莹

审核|韩静

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