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【科技创新】勇立创新潮头,攀登科技高峰

来源:红网 作者:刘丹 王洁 严晓博 编辑:周曼 2019-04-01 14:13:29
时刻新闻
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【编者按】中南大学湘雅医院2019年“两会”确立了学科建设、人才建设、技术创新三大核心任务,坚持以人民健康为中心,锐意改革创新,强力推进“双一流”建设,切实提高学科水平与医院声誉,以优异成绩献礼新中国成立70周年。

一个半月之内,医院在国际顶级杂志接连刊发了5篇高水平学术论文。从1月31日老年病科柏勇平副教授课题组在《Science》(IF: 41.058)上发表以《AIBP-mediated Cholesterol Efflux Instructs Hematopoietic Stem and Progenitor Cell Fate》为题的研究成果,到3月12日骨科雷光华教授团队在《JAMA》(IF: 47.661)上发表的骨关节炎临床防治原创研究成果,期间还有陈永恒教授、罗湘杭教授和谢辉教授分别在《Nucleic Acids Research》(IF=11.56)、《Advanced Functional Materials》(IF=13.325)和《ACS Nano》(IF= 13.709)上发表论文。令人振奋的消息接踵而至并迅速传递,燃爆了湘雅人的“朋友圈”。

这些成绩,是百年湘雅“开创”基因的现实表达,是湘雅新百年发展力量源泉在新时代的迸发,也是建设“湘雅特色世界一流医院”的阶段性成果。医院近年来在学科发展、人才培养和科学研究方面的进步不是一蹴而就,而是经历了一个有目标、有计划、有步骤的科技创新体系建设过程。

红网现推出系列报道,深入探究湘雅医院科技创新成果背后的故事。

红网时刻新闻记者 刘丹 长沙报道 通讯员 王洁 严晓博

“在科学的道路上没有平坦的大道,只有不畏艰险沿着陡峭山路向上攀登的人,才有希望达到光辉的顶点。”先哲的声音回荡耳边。攀登科技高峰没有“捷径”可走,然而,是哪些特质让这些团队勇立潮头呢?

坚持不懈,潜心攻坚克难

距湘雅医院将近千里的湘西龙山县五台村73岁的李奶奶(化名)没有想到,她和村民们的一次体检,为一项“动摇国际骨关节炎治疗指南”的研究做出了贡献。

这项研究由湘雅医院骨科雷光华教授团队与哈佛大学张余庆教授团队合作,发表在国际四大医学杂志之一《JAMA》上,证明了被多个国际权威骨关节炎诊疗指南推荐为治疗骨关节炎的一线用药曲马多,相比常用非甾体抗炎药可能升高骨关节炎患者全因死亡率(升高70%-104%)。国际骨关节炎研究学会骨关节炎诊疗指南牵头专家McAlindon教授预测:“多个国际骨关节炎权威指南将依据该研究的发现做出重大改变”。

李奶奶是该团队开展的中国山区骨关节炎流行病学研究的4000个研究对象之一,她的膝关节严重变形,疼痛难忍,只能杵着板凳艰难行走。

“目前并没有很有效的药物治疗,很多村民也承担不起手术费用,他们只能忍受病痛的折磨。”该团队流行病学组组长、湘雅医院杨拓博士回忆,我们希望通过深入研究骨关节炎的发病机制,为老百姓探索提供更安全有效的药物。

考虑到爬山对骨关节的影响,研究团队选择山区作为研究地点,并特地选择在村民农活少的冬天前去研究,保证他们有足够的时间参与。经过科学、严谨的设计,从2015年11月至今,研究团队每年都会在湘西龙山县驻扎2个多月进行骨关节炎流行病学调查与随访,并为当地村民进行免费体检。

开车抵达该研究地点,就不是一件容易的事情,团队聘请的大巴车司机甚至都一度拒绝前往。从长沙驱车7个多小时到达龙山县城后,还需要在一边是悬崖峭壁的狭窄多弯的盘山公路上行驶1个多小时,才能到达乡镇、村组。冬天山区的路况更是恶劣,只能由一辆小车在前面开路,司机随时通过对讲机提醒后面的大巴车。有时甚至需要停车,用竹竿把路上低矮的电线顶上去,才能继续通行。

为了保证研究质量,研究团队一天只能完成对30名村民进行调查和体检,需要几天时间才能完成1个村庄的研究。因此,只能住在当地村民的家中,几个人挤一个大通铺上,窗外呼啸的寒风阵阵,没有空调就围在炭火盆边讨论课题……就是在这样的条件下,研究团队完成了20多个村子4000名村民的调查研究,并坚持每年随访,致力于建立我国高质量的骨关节炎数据库。

在山区奔波考验的是身体素质,而在实验室内的工作更多磨练的是心志。湘雅医院内分泌研究中心主任罗湘杭教授团队的研究,需要提取出纯净的骨髓间充质干细胞源性外泌体,这一工作并不容易。该团队最初选择最常用的试剂盒来提取,反复试了一个多月,纯度依然不高。调整、尝试、再调整,然而电镜下每次看到的外泌体都有蛋白质污染。放弃还是改变思路?团队尝试选择超速离心机来提取,这对于操作的精细程度要求非常高。十几万转/分的超速环境下,每一步操作都需要做到精准。经过多次小心翼翼的测试,纯净的外泌体终于被成功提取出来。

“在科学研究的道路上,不可能每一个实验都很顺利、能得到预料中的正面结果。而在不断分析负面结果的过程中所掌握的强大的逻辑分析能力也会使我们很快成熟,成长为一名优秀的科研工作者。”罗湘杭教授如是说道。

交叉融合,迸发创新火花

科技创新领域“个人英雄主义”时代早已过去,更多需要的是团队合作。为了保证标本质量,早上9点在龙山采集的血液标本,必须当天进行检测。而标本跨越千里送到湘雅医院实验室时就已经是下午5点了,有时甚至晚上10点才收到送来的标本,实验室内的研究人员只能连夜加班加点工作,检验、分装、回收、冷冻,每天都忙到深夜才处理完。在这个系统工程推进的过程中,每个环节的人员不断磨合交流,创新优化了流程,保证了质量。

团队合作,更多的是碰撞思想的火花。罗湘杭教授长期致力于骨代谢研究,在研究过程中发现骨代谢和糖代谢之间存在着一些联系。当研究糖代谢的肖育众特聘副研究员加入团队后,双方迅速碰撞出火花。该团队今年在国际知名的《ACS Nano》期刊上发表的一篇重要文章,从骨代谢的角度探索糖代谢的机制,揭示了骨髓间充质干细胞(BM-MSC)源性外泌体miR-29b-3p在调控衰老相关胰岛素抵抗中的重要作用,为阐明2型糖尿病的发病机理与防治策略提供了新思路和新的潜在药物靶点。

学科交叉融合,为科技创新提供了新的生长点。湘雅医院–埃米迦联合研究中心主任谢辉教授团队的博士后中,就有1/3是材料、化学等非医学背景。这一团队在国际上开创了埃米尺寸金属材料在医学领域应用的先例。

研究成果的诞生,团队得益于成员各司其职、密切合作。材料团队自主研发了基于物理高温高压气化法的自动化“金属蒸汽-冷凝”设备,用于制备埃米金属材料,并攻克了将金属粒子制成注射剂的难题,使得埃米银通过血液循环,可以抵达人体各处的癌细胞,令人谈之色变的癌症有了新的可能的治疗方法;医学团队在国际上首次公布了埃米尺寸银粒子(埃米银)的广谱抗癌性质及机体对埃米银的良好耐受性(无明显毒副作用),相对于“杀敌一千、自损八百”的放化疗治疗来说,这一方法适用性更广、副作用也更小。

“我们要有包容的心态,要尝试接触不同的领域、接纳不同的观点,这个研究就是交叉融合和医工结合的产物。”谢辉教授表示,团队成员有着共同的价值观,但学术背景又千差万别,大家可以借助各自迥异的能力去完成同一个目标。

坚韧不拔,坦然面对“打击”

“冰冻三尺非一日之寒,雷老师和团队近20载的日日夜夜坚持,才迎来临床研究的第一次突破,甚至可以说是‘屡败屡战’。”《JAMA》骨关节炎论文单独第一作者曾超副研究员说,团队在过去几年历经了数次‘惨痛’打击,多篇高质量研究论文因为种种主客观原因修回后被拒。

就在这篇文章第二次修回时,负责稿件的高级编辑针对该研究的一个关键问题提出了明确质疑。但在与雷光华教授和张余庆教授进行全面讨论后,团队可以确信是编辑的理解出现了偏差。

此时就要面临一个重要抉择:据理力争还是委曲求全?选择前者可能导致责任编辑感到权威性受损,且编辑的质疑并非全无道理,这样有可能致使文章直接被拒;选择后者则必须在文章的讨论部分承认该缺陷,但却与实际情况不符,不能真实反映团队的研究成果。

经过一周左右的反复斟酌和日日夜夜讨论,在与所有共同作者达成一致之后,研究团队最终选择了据理力争,最终说服了编辑,文章得以发表。

“文章被拒的时候大家难免有点丧气,但我们相信只要坚持,就一定能守得云开见日明。”雷光华教授表示,团队对科研诚信要求特别严,每个人都要签署“科研工作八项规定”,严禁找“枪手”或公司代写、代投论文,严禁伪造和篡改科研数据和图片等,一经发现就会严肃处理。

对于国家卫生健康委员会肿瘤蛋白质组学重点实验室主任陈永恒教授课题组来说,收到审稿人发来的意见时“心里有点怵”。“一共有20多个问题,其中一个还非常关键,而且要求两个月之内必须修改完投稿。”该课题组陈小娟博士表示。

接下来一个月内,课题组加班加点把需要补充的实验做完,又用了一个月的时间回答完所有的问题,赶在截稿日期前投送出去。令人欣慰的是,仅4天后课题组就收到了审稿人的肯定:“你们不畏惧困难,能大胆尝试用其他方法解决了我们提出的关键性问题,拓宽了研究的意义。”

这一研究最终发表在国际权威学术期刊《Nucleic Acids Research》上,课题组利用X-衍射技术首次解析了FOXC与DNA复合物的晶体结构,为研究肿瘤发病机理及医学转化、开展肿瘤临床诊治新技术提供了新的理论依据,开辟了新的研究思路。

勇于创新,乐于探索未知

“研究工作枯燥苦闷吗?”当被问及这个问题时,几位研究人员的第一反应都是否认:“研究的过程很艰辛,但一点都不觉得苦,我们觉得很有意思,大家都是在自主地做一些创造性的工作,这样的工作不会苦闷,是有激情的。”

在解晶体结构的时候,陈永恒团队注意到FOXC蛋白与一个DNA的结合位置并不在他们预想的那个位点,而是结合两个DNA之间的一个位点,当时还没有文献报道fork head蛋白能结合这样的位点。为充分证实这个现象,团队接下来用不同的方法验证了FOXC结合这个位点具有很高的亲和力,从而刷新了大家对fork head转录因子的认识,这样意料之外的一个细节的发现,让这一研究意义更上了一层楼。

“有时研究过程会和我们预想的结果不一样,一定不要轻易放弃,可能会得到出人意料的效果。这个位点可能之前没有人留意到,而我们的细心就发现了不同,这也是研究有意思的地方。”陈永恒教授表示。

柏勇平副教授课题组与美国德州医学中心Longhou Fang副教授团队合作的成果发表在顶尖学术期刊《Science》,研究把动脉粥硬化这一血管性的疾病与造血系统结合起来,在动脉粥样硬化发生机制研究领域取得重要进展。在柏勇平副教授看来,这一成果的出现,并不是发表一篇论文这么简单。

“我们专注在自己的研究领域里,并不是为了发论文而研究,而是在探索未知,这是很有趣的事情。”柏勇平副教授表示,基础研究是解决未知的事情,应用研究是解决实际问题,而我们的研究是两者交叉,也就是应用基础研究。我们既探索机制,解决“为什么”;同时也寻找一些潜在的靶点,为疾病未来的防治提供一些基础。

谢辉教授希望能通过科研培养自己的团队具有开创型的思维方式,他给团队成员安排了两类课题,一类是实际型科研课题,在可预见的时间内能够出成果,风险较小;另一类是理想型课题,出于解决人类极端医学难题的目标或探索未知的乐趣,极大的可能会失败,但成功了就很了不起。

“有些看似无用的高深机制研究也很重要,就像人类探索外太空一样,浩瀚深邃的茫茫宇宙让我们的每一步都走得很艰辛,短期看用处也不大,但绝对不是没有意义,这就是人类伟大的地方所在。”谢辉教授表示。

围绕临床做科研,做好科研为临床

“如果将科学问题比作黄金,那么临床上遍地都是黄金,关键是我们要有创新的意识和思维,要善于发现问题,通过积累、探索、坚持、碰撞,去创新地解决临床问题。”雷光华院长表示,医生看病可能只是解决一个个体,当我们总结临床经验发现问题,再通过科学研究解决这些难题时,就可以造福更多的患者,让他们得到更加安全有效的治疗,这才是我们从事医学研究的最终目的。

雷光华教授团队在临床过程中发现,曲马多的确存在一些副作用,由于涉及到千千万万骨关节患者的用药安全性,团队致力于通过科学研究来证明,并希望成为世界一流的骨关节炎科学研究和临床防治团队,完成让更多人远离骨关节炎困扰的使命;柏勇平副教授团队的研究为临床动脉粥样硬化疾病的防治提供了新的切入点;陈永恒教授团队目前已与多个临床科室合作开展临床研究,该团队通过类似“影像科学”的方式来揭示蛋白质的结构和机制,临床团队进一步研究如何改进治疗方式和研发新型药物;罗湘杭教授团队的研究为阐明2型糖尿病的发病机理与防治策略提供了新思路和新的潜在药物靶点;谢辉教授认为“论文的影响因子只是评价的指标之一,医学成果能最终造福患者是更硬的指标”,该团队将进一步推进埃米银抗癌产品临床转化。

“湘雅人要做科学家,而不仅仅是‘手术匠’,这是我们作为‘国家队’的担当和使命。从临床中发现问题,从科学研究中分析和回答问题,产生成果再应用到临床,这是临床和科研的完美结合,也是科学研究的最高境界。”张欣书记表示。

来源:红网

作者:刘丹 王洁 严晓博

编辑:周曼

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