人工智能技术助力药物研发、纳米技术将贡献于血管信息与健康工程、医疗机器人让医疗技术更智能高效……
11月17日-19日,由工业和信息化部、北京市人民政府、国家卫生健康委员会、国务院国有资产监督管理委员会、国家中医药管理局、国家药品监督管理局共同主办,2023中国医药工业发展大会在北京举行。会上,健康时报记者采访了多位院士,新科技新技术助力临床医疗服务,最终惠及更多人。
中国工程院院士顾晓松:
神经再生科学让“生”多了另一种可能
顾晓松:中国工程院院士,国家药品监督管理局组织工程技术产品标准与评价实验室主任,主要从事医学组织工程和神经再生的研究。
“周围神经缺损修复与功能重建,是百余年来世界临床医学研究中的一大难题。”顾晓松院士介绍,周围神经一旦缺损,就会出现神经支配区感觉丧失、运动障碍、肌萎缩等,致残率极高。
《中国脊髓损伤者生活质量及疾病负担调研报告2023版》显示,中国现存脊髓损伤患者374万,每年新增脊髓损伤患者约9万人。“意外创伤导致的中枢及周围神经损伤患者逐年增加,社会老龄化的加剧也导致神经退行性疾病及脑血管疾病患病率节节攀升,促进神经损伤修复已经成为目前人类健康领域迫切需要解决的重大问题。”顾晓松院士指出,“非编码RNA在神经和神经精神疾病中对神经环路的发育、内稳态等起重要调控作用。非编码RNA介导的新型组织工程神经缺损修复的应用基础研究,是当今世界周围神经损伤修复的最新研究趋势。”
近五年来,顾晓松院士及其实验团队以直接筛选小分子药物为突破口,研究并建立了一整套完备且全球领先的中枢神经系统损伤修复的研究系统和方法,在脊髓损伤的机制研究和功能性恢复方面取得重大突破,有望为脊髓损伤病患带来新的治疗措施和康复希望。
中国工程院院士、北京大学常务副校长、医学部主任乔杰:
科技创新提升全生命周期健康服务
乔杰:中国工程院院士,北京大学常务副校长、医学部主任;擅长:从事妇产及生殖健康相关临床与基础研究工作。
“近年来,我国人类生殖领域的研究从中后水平一步步走到国际前沿领先,诊断、治疗和预防等有了很大的提升,对患者来说是巨大利好。”乔杰院士表示。
用于胚胎基因检测的胚胎着床前遗传学检测(PGT)技术能够有效帮助具有遗传病的家庭做孕前筛查。乔杰院士介绍,该技术最初只能诊断少数遗传病,发展到今天已可以诊断几百种单基因遗传病。“PGT技术,可以把单基因遗传病和染色体疾病检测结合到一起,产生一些新的连锁分析方法,从而在植入前的胚胎上对以前无法诊断的遗传病进行诊断,让更多家庭诞育不携带致病基因的孩子。”
MALBAC技术是当前最先进的全基因组扩增技术,2014年,乔杰院士带领团队利用该技术,帮助携带单基因遗传疾病基因的父母拥有了健康后代。在此基础上,乔杰院士团队再度创新探索出MARSALA技术,在检测效率、准确性上,较之前都具有显著提升。“截至目前,北医三院生殖中心利用该技术已对1580余对夫妇,400多种单基因疾病进行诊断,300余个健康宝宝出生,胚胎诊断准确率100%。”目前该技术已推广应用至国内外50余家生殖中心。
中国工程院院士、北京积水潭医院首席科学家田伟:
医疗机器人赋能医生,让医疗技术更智能高效
田伟:中国工程院院士、北京积水潭医院首席科学家;擅长复杂上颈椎畸形、上颈椎不稳定、脊柱侧弯、颈腰椎退行性疾病、脊柱韧带骨化症等。
“长期以来,外科医生需要突破手、眼的局限性,以实现精准稳定的手术,而机器人技术可以很好地解决这一问题,更好地服务于患者。”中国工程院院士田伟表示。
目前,北京积水潭医院医院已率先发展计算机辅助导航技术,建立智能骨科手术系统。其中,田伟院士牵头研发的天玑骨科手术机器人是中国首台骨科手术机器人产品,目前已经投入临床使用,手术量突破5万例。天玑可适用于脊柱、骨盆髋臼及四肢等13个不同部位,辅助手术精度达到0.82毫米。
近年来,我国医疗机器人的发展已经取得一定成绩,不止外科手术,医疗机器人在助力精准医学的全流程中都展示出巨大潜力,田伟院士介绍,在疾病诊疗方面,基于乳腺钼靶影像的病变检查AI系统,检测效能接近人类专家水平;在智能康复方面,以术后、伤后康复为目的的康复治疗型机器人,以及为老年群体、残疾群体提供移动辅助等生活辅助型机器人,均有成熟产品上市。
田伟院士指出,但在机器人智能化、精准度及人机结合等方面,还面临很多挑战,有待新的突破。
中国科学院院士、中国科学院上海药物所研究员陈凯先:
人工智能技术助力药物研发
陈凯先:中国科学院院士,中国科学院上海药物所研究员,主要从事药物化学和创新药物研究工作。
“加强新药研究的原始创新,是我国生物医药产业发展进入新阶段、实现高质量发展面临的新任务、新要求。”陈凯先表示,原始创新要实现“从0到1”的突破、开辟全新赛道,其内涵体现在:新的治疗概念和策略、新靶点和新机制、新技术、新结构类型、新的适应症、新的剂型和药物递送系统等。
在他看来,在这个过程中核心关键技术的创新和突破尤为重要。近年来,人工智能(AI)技术的发展引起高度关注,在新靶点的发现和确证、药物设计和临床试验结果的预测模型等多个方面,显示出巨大的潜力。谷歌开发的AlphaFold对蛋白质结构的预测,就是一个例子。
陈凯先以中国科学院上海药物研究所的研究团队为例,分享了目前正在开展的AI助力新药研发的探索。陈凯先介绍,AlphaFold算法虽然有很强的功能,但仍然还有一些问题解决不了或者解决得还不夠好。药物所的团队在算法的改进和发展方面已经取得了一些新进展。
“药物所的团队现在还在开展一些更大胆的探索,就是能不能跳过蛋白质的三维结构,直接从蛋白质的一级结构——氨基酸序列去设计药物,实现‘从端到端’的药物和靶点的发现和预测,这些都是人工智能技术发展开辟的新构想,目前已经取得了一些令人鼓舞的进展。”
作为我国计算机辅助药物设计研究领域最早的开拓者之一,陈凯先一直致力于计算机辅助药物设计方面的研究工作。他曾如此形容过计算机辅助药物设计技术在药物研发中的作用:“就像我们有一把锁,我们不是盲目地用一大把钥匙去逐个尝试,看哪一把钥匙能把锁打开,而是根据这把锁的结构,定向地设计一把钥匙,把这把锁打开。”
生成式人工智能结合自动化实验技术,有望完成药物分子的高效、精准合成与连续制造;模拟临床环节和数字药物研发等。展望未来,陈凯先认为,人工智能技术应用于药物研发将会有更广泛的探索,助力人类打开生命健康的奥秘之门。
中国科学院院士、北京航空航天大学教授房建成:
“零磁医学”有望解决心梗等早期诊断、预警难题
房建成(图中):中国科学院院士、极弱磁场国家重大科技基础设施项目总设计师,从事量子精密测量与传感,和极弱磁场测量及医学应用研究。
按动按钮,“患者”缓缓被推进仪器中,调整位置对准心脏,一个完整的电生理周期心脏等磁图显现出来。这是中国科学院院士房建成团队基于零磁医学研发的心脏电磁图检查设备。“某些心脏疾病无法通过心电图看出来,但通过心磁图可以看出来。”房建成院士介绍。
心血管疾病占我国疾病死亡率首位,但目前,在心电检测方面还缺乏有效的心脏性猝死预警手段。房建成介绍,绝大多数物质具有弱磁性,包括人类大脑、心脏。“零磁医学”正是基于超高灵敏极弱磁场测量技术,在接近零磁场的特殊环境中检测出人体器官的极弱磁场。“只要我们把较强的地磁场屏蔽掉,就能测量到人体磁场,帮助诊断心脏、脑部、神经等疾病,包括肿瘤诊断。”房建成团队与山东大学齐鲁医院、浙江大学第二附属医院合作,已在心梗快速诊断和心肌重度缺血预警等方面取得一定成果。
中国科学院院士、南京大学医学院教授顾宁:
纳米技术将贡献于血管信息与健康工程
顾宁(图左):中国科学院院士、南京大学医学院教授,从事医药铁基纳米材料的生物效应及其生物医学应用研究。
“我国心血管疾病患病率和死亡率持续居高不下,亟需开发相关新材料、新技术,血管纳米技术或将是未来实现血管健康评测以及疾病精准诊疗的最优解决方案。”顾宁院士提到。
自2000年开始,顾宁院士带领团队将医用高性能铁基纳米材料应用于肌骨系统疾病、肾病性贫血等疾病的治疗中,磁共振成像的体内影像诊断,生物传感、细胞分选等体外诊断,在国际上首创磁致内热共沉淀法这一创新制备方法;在国际上最先提出并原理性实现磁性微气泡,用于双模态影像增强。在血管先进诊疗技术应用方面,顾宁院士团队已研发出一站式实现肺血管和下肢血管的Fe-MRA检查,正在研发多功能普鲁士蓝纳米酶治疗动脉粥样硬化等。“我们希望通过纳米材料、药物、信息技术等多学科交叉融合,实现血管疾病精准诊疗最优解决方案。”顾宁院士说。
中国科学院院士、中子科学国际研究院院长吴宜灿:
只杀癌细胞,“麒麟刀”实现肿瘤精准放射治疗
吴宜灿:中国科学院院士,国际核能院院士,中子物理学家,核科学技术及其交叉领域专家,从事核科学技术及其交叉领域研究。
“放射治疗是癌症患者治疗的核心,高端医疗设备自主可控在治疗过程中至关重要。”中国科学院院士吴宜灿表示,癌症放射治疗高端设备的趋势就是用射线杀死癌细胞,又不损伤周围正常细胞。
吴宜灿院士创建的凤麟核团队创造性将30余年积累的中子与辐射输运理论成果,扩展应用于精准放射治疗领域,自主研发“麒麟刀”肿瘤精准放射治疗软硬件一体化产品。目前,“麒麟刀”五大系列产品均已获批国家医疗器械注册证并全线上市。“麒麟刀”精度高、剂量率高、适用性高、安全性高,可有效缩短治疗时间,大幅降低医疗费用,带给患者更优及更高效的治疗体验。吴宜灿院士及其团队还开启癌症中子治疗的研发。“中子治疗能定向杀死癌细胞,对复发、扩散、侵润型癌症治疗具有显著优势。只需1~2次照射,每次30~50分钟,全程无痛、副作用小,极大提升患者生活质量。”
责编:朱晓娜
校对:刘玫妍