项目名称:帕金森病早期检测和诊断试剂盒
项目负责人:章京 刘小旦
单位及职务:北京大学基础医学院
项目简介:
帕金森病(PD)危害较大,目前PD生物标志物的研究主要集中在使用脑脊液发现生物标志物上,但很少有标记物在检测PD或跟踪PD进展方面显示出临床有用的能力。目前对于PD的研究表明,线粒体功能失调与PD的发生密切相关。线粒体上多个蛋白如PINK1、LRRK2、CHCHD2等的突变能够导致PD的发生。CHCHD2是线粒体内外膜间隙的一个常驻蛋白,它既参与了线粒体氧化磷酸化,也在细胞中发挥着抗凋亡作用。本课题组选择将外周血红细胞作为目标来筛选其中可能的生物标志物。该项目选择将外周血红细胞作为目标来筛选其中可能的生物标志物,具有检测精确、操作简便、接纳性强等特点。课题组在更大队列临床样本(135名健康对照,205名PD患者)中进行了验证。检测结果与之前的探索性研究一致,受试者工作曲线分析将CHCHD2 mRNA作为PD早期诊断标志物其灵敏度和特异性均达到80%以上。据此,本课题组已将该项通过检测红细胞中CHCHD2 mRNA的含量来早期诊断帕金森病的方法申请了国家发明专利并获得授权。
项目名称:“ARTs出手,救在身边”--基于AR技术的心肺复苏自助培训和考核系统
项目负责人:尚少梅
单位及职务:北京大学护理学院
项目简介:
目前我国的心肺复苏培训模式主要由导师利用相关视频或者示教技术,在急救培训中心利用仿真模拟人对学员进行面对面授课,培训数量很大程度上受培训中心及师资的数量的影响,而且心肺复苏的技能在3-6个月会逐渐衰退,需要一年内进行复训,因人力物力等限制,复训率也不高,所以一定程度上限制了心肺复苏技能的普及。对于如此庞大的受训需求,面对面授课并不能作为公众心肺复苏培训普及的理想模式。基于目前心肺复苏培训普及效率较低的现状,该项目开发出了一种基于AR技术的心肺复苏自助培训和考核系统,可实现全自助、标准化、智能化、移动式急救训练等作用。“ARTs出手,救在身边”项目以自助、共享为理念,以全民健康为主要目标,开发出了一种基于AR技术的心肺复苏自助培训和考核系统(Augmented Realited Resuscitation Training system, ARTs)。包括身份识别、虚拟引导和实时反馈的自主练习以及自**核。该系统集心肺复苏培训、AED培训和考核为一体,有利于急救技能的快速普及;培训全程数据化、标准化和自助化,有利于学员利用碎片化的时间进行学习,节约师资力量。该项目的落地能够快速增加心肺复苏培训、复训的普及率,对于提高院外心肺复苏的实施率和质量,挽救人民群众的生命具有重大的意义。
项目名称:基于“药靶空间”的人工智能高通量药靶筛选平台
项目负责人:初明
单位及职务:北京大学基础医学院
项目简介:
2018年,本课题组提出了全新的“药靶空间”模型(Drug Target Space,DTS),主要是根据药物与靶点的关系将靶点分布于多维空间中。基于多重药理学的理论,本课题组进一步的提出了**模型,如果将多靶点药物比喻为**,当锁的结构特征能够与**的结构特征相互匹配,那么这把**就能将这把锁打开。因此,根据**的结构特征,本课题组可以分析与之配套的锁的结构特征,从而寻找这把**能够打开的锁。同理,根据多靶点药物的结构特征,本课题组就可以解析能与之结合的靶点的结构特征,并在靶点的结构特征数据库中进行高通量筛选,从而获得多靶点药物能够作用的靶点。在此基础上,进一步研究药物的多重药理学作用,规避药物的副作用,实现老药新用,挖掘药物的附加值。与传统的药靶筛选技术相比,DTS具有全新、精准、高效的技术优势。研究发现,DTS技术不仅可以帮助我们发现全新结构的药物,预测新药潜在副作用,规避新药研发的高风险,同时还能够挖掘药物潜在的新用途,实现老药新用,提高药物附加值。
研究进展:
1. 开发人工智能药靶筛选线上平台(http://www.dtspace.tech),结合人工智能技术,本课题组通过开发六大核心模块对DTS进行技术开发,包括药靶数据爬取模块、药靶数据解析模块、药靶结合基序解析模块、药靶结合基序数据库模块、人工智能药靶解析模块和人工智能药靶筛选模块,初步完成了基于“药靶空间”的人工智能药靶筛选线上平台(http://www.dtspace.tech)。
2. 新药研发,Alphafold的技术突破大大推动了蛋白质结构的解析。在此基础上,本课题组也将DTS技术应用于新药研发,并取得了理想的结果。
3. 老药新用,根据多靶点药物结构特征,本课题组可以解析能够与之结合的靶点的结构特征,并在靶点的结构特征数据库中进行高通量筛选,从而获得多靶点药物能够作用的靶点。
项目名称:新靶点新机制快速抗抑郁候选药YH-200
项目负责人:崔素颖 张永鹤
单位及职务:北京大学基础医学院
项目简介:
本实验室在前期研究中,通过对天然产物的筛选,找到了具有较好抗抑郁和促睡眠作用的先导化合物YH-100,经过结构改造和修饰、药效及安全性评价,最终从20余个衍生物中筛选出了最优结构候选药YH-200(7-Oethylfangchinoline),进行了其抗抑郁作用及其机制研究以及初步的安全性评价,并筛选了合成工艺,完成了公斤级合成。
(1)YH-200的抗抑郁药效学研究
本课题组构建了多种抑郁症动物模型,包括慢性不可预知性应激模型、慢性糖皮质激素暴露模型、黑色素聚集激素(MCH)诱导的抑郁模型等。研究发现,YH-200均可以有效地逆转多种模型动物的抑郁样行为表现,可以有效地缓解模型动物的绝望、快感缺失、焦虑、睡眠障碍及社交障碍,具有多重抗抑郁效应。
(2) YH-200的抗抑郁药理学机制研究
本课题组深入开展了YH-200的抗抑郁机制研究。对于慢性不可预知性应激模型,不同应激时程引起的前额叶皮层脑区谷氨酸能系统病理改变不同甚至相反。
(3) YH-200的安全性评价
课题组完善了YH-200的毒理学研究。急性毒性实验表明,YH-200的半数致死剂量是有效剂量的100倍以上,安全指数较高。YH-200对体重、心功能、呼吸功能、肝功、精神神经系统无明显的毒性反应,安全性良好。目前,本课题组与第三方合作开展GLP级YH-200毒理学研究。
综上所述,YH-200不仅可以改善抑郁模型动物的绝望行为和快感丧失,还可以改善焦虑、睡眠障碍和社交行为障碍等核心症状。YH-200具有抗抑郁作用明确、机制新颖、良好的安全性等显著成药特性。
项目名称:以尿素通道为靶点的“First in class”新型利尿药
项目负责人:杨宝学
单位及职务:北京大学基础医学院
项目简介:
水电解质紊乱高发于住院患者、老年患者以及长期使用利尿药的患者,其中低钠血症是最常见的电解质紊乱之一,占住院患者的15%~30%。重度低钠血症可导致呼吸窘迫、癫痫样发作、昏迷、脑水肿、甚至死亡,患者往往愈后差、病死率高,且患病数呈不断上升趋势,由心衰、肝硬化等导致的低钠血症治疗药物市场缺口巨大。
本课题组发现了世界上第一个具有口服利尿活性的尿素通道特异性抑制剂——二芳基酰胺类化合物3F(体外人尿素通道IC50 = 0.08 μM),具有较强的利尿作用(大鼠尿量提高2倍、渗透压降低10倍、利尿作用可持续8小时),且
不影响Na+、K+、Cl-排泄,毒副作用小,有望开发成为不影响电解质平衡的First-in-class新型利尿药,用于心衰、肝硬化腹水继发低钠血症的治疗。3F是一个二芳基酰胺类小分子化合物,以5-溴-2-呋喃甲酸为原料,经四步反应制备得到,产物经核磁共振氢谱、碳谱、高分辨质谱确证其结构,HPLC测定其纯度。总收率> 45%,纯度> 99 %。目前制备规模每批可得到终产物10g。具有反应原料及试剂易得,反应条件温和,后处理方便,适宜大量制备等优点。
本课题组发现的二芳基酰胺类化合物3F是世界上第一个具有口服利尿活性的尿素通道特异性抑制剂,属于新靶点、新化合物,有望开发成为不影响电解质平衡的First-in-class新型利尿药,用于低钠血症的治疗。
项目名称:肝癌诊断的生物标志物及其试剂盒
项目负责人:韩丽敏
单位及职务:北京大学基础医学院
项目简介:
本课题从天然小分子化合物中筛选出能显著促进细胞增殖的白头翁素(Anemonin),在数据库通过白头翁素立体结构检索分析,找到了下游靶点--PARP1蛋白。首次发现并确定PARP1在细胞衰老过程中发挥促衰老的作用,而加入Anemonin后显著逆转了细胞衰老,初步的机制探索发现PARP1与SIRT1之间存在互作关系。本课题将深入研究PARP1促进细胞衰老的分子机制,并在年轻及衰老小鼠体内和健康的年幼,中年,老年的血清中检测PARP1及SIRT1的表达情况,发展以PARP1表达效果预测衰老进程,将能够调节PARP1表达的小分子化合物--Anemonin可以作为衰老细胞清除剂,为实现健康衰老的目标提供新的思路和理论基础。
因此本项目既具有原创性,又有可靠的基础。在研究目标上,本项目既注重基础理论方面(研究PARP1在细胞衰老进程中的作用和机制),也注重转化实际方面(发展PARP1用于预测衰老进程的新方法并发展白头翁素可以作为衰老细胞清除剂临床应用)。
本项目的研究工作进展主要包括:
1) 课题组首先通过筛选9种不同的从中草药中提取的小分子化合物,寻找具
有促进细胞增殖的小分子。
2)接下来课题组进行了细胞毒性试验,确定ANE在2BS细胞中的的IC50值
(Fig.2 A)。选择合适的浓度进行实验。
3)在确定白头翁素能够延缓细胞衰老之后,课题组想要探究其中的机制。
4)在发现白头翁素能够抑制PARP1的表达后,课题组想要继续探索ANE是如何调控PARP1。
5)通过查阅文献课题组发现PARP1-SIRT1-NAD通路在细胞衰老中起作用。而SIRT1是课题组一直研究的长寿基因。(注明:鉴于衰老与肿瘤的密切关系,我们将调控SIRT1的目标锁定在肝细胞癌发生发展过程中RNA结合蛋白对SIRT1的转录后调控,结果发现RNA结合蛋白-RPS3可通过转录后调控SIRT1的mRNA稳定性促进了肝细胞癌的进展,相关的研究结果已经申请专利。)
6)接下来课题组研究了PARP1对细胞功能的影响。
项目名称:温敏长效蛋白新药一站式解决方案
项目负责人:高卫平
单位及职务:北京大学跨学部生物医学工程系
项目简介:
本项目采取了一种新型生物融合蛋白技术,即利用基因工程技术将类弹性蛋白多肽(ELP)和目标蛋白融合而形成温敏长效蛋白-ELP胶束。ELP是基于哺乳动物原弹性蛋白结构基序人工合成的一类生物大分子聚合物,其结构主要由五肽(VPGXG)重复单元串联而成,其中X可以是除脯氨酸以外的任意氨基酸。ELP具备独特的温度响应性,生物相容性好,体内可降解。
ELP融合同样具备生物融合蛋白技术精准可控、成分均一的优点。此外,由于ELP特别的温度响应性,ELP融合蛋白在大肠杆菌中的纯化及产率也得到了显著简化和提升,无需使用昂贵的色谱设备从而大大降低了成本。
本项目设计合成的ELP还创新性地具有两亲性,其与目标药用蛋白融合生成的新型蛋白经静脉注射后可在体内形成自组装胶束,即温敏长效蛋白-ELP胶束,具有稳定性好、活性高、体内循环半衰期长等优点。此外,ELP本身良好的生物可降解性和生物相容性亦能够赋予融合蛋白适宜的生物安全性。
本项目的创新点为:(1)提出了温敏长效蛋白-ELP胶束的新技术平台;(2)温敏长效蛋白-ELP胶束具有生产工艺简单、产率高、成本低、质控好、活性高、循环半衰期长等优点,有望替代常用的长效化蛋白,成为下一代长效化蛋白药物。
本项目首先以干扰素为模型蛋白,构建了IFN-ELPdiblock胶束,已完成细胞实
验和小鼠实验。目前,本团队正在致力将这项温敏长效蛋白-ELP胶束技术推广到其他蛋白质,如生长激素、白介素、天冬酰胺酶、促红细胞生成素、粒细胞集落刺激因子等。生长激素-ELP胶束是本团队拟定的第二个研发管线。源源不断的蛋白新药开发可以让该技术逐渐走向更多适应症,如治疗儿童生长激素缺乏症、肾性贫血等。此外,本团队还将持续推进干扰素-ELP胶束的工艺优化及规模化生产尝试,期望能完成临床前实验以更好地推广。
项目名称:基于一类新型糖胺聚糖寡糖结构的脓毒血症潜在治疗药物
项目负责人:李中军
单位及职务:北京大学药学院
项目简介:
本项目聚焦全新化学结构的细菌来源的糖胺聚糖寡糖,通过优化的合成工艺,解决了化合物的来源问题;进一步的研究发现,其在体外均表现了显著的抗炎作用;并且在小鼠的脓毒血症模型上表现一定的治疗作用;具有开发为一种全新治疗机制的脓毒血症治疗药物巨大潜力。
一、糖胺聚糖寡糖及其衍生物的合成
本课题组以透明质酸聚糖、半乳糖和氨基半乳糖为原料,通过酸解透明质
酸获得二糖单元,再通过保护基转换、端基活化得到非还原端二糖供体;通过
半乳糖和氨基半乳糖经糖基化反应等构建出还原端二糖受体,供受体通过糖基
化偶联构建四糖片段,随后通过保护基转换、Tempo氧化反应、氨基酸的连接
以及保护基的脱除获得Colwellia psychrerythraea 34H细菌荚膜多糖四糖片段CP-1和四糖苏氨酸片段CP-2。CP-1合成路线总计26步,最长线性步骤15步,总收率3.7%;CP-2合成路线总计29步,最长线性步骤18步,总收率2.9%。相较于已发表工作,以酸解聚糖获得二糖片段的合成策略,明显优于“从头合成”的传统拼接策略,并且以三氟甲基取代噁唑啉结构作为供体,反应活性高且立体选择性好,使得合成路线简洁高效,合成收率有较大提高。
二、体外抗炎活性测试
化合物对LPS诱导的RAW 264.7细胞中IL-1β、IL-6、TNF-α释放的影响。
化合物对LPS诱导的RAW 264.7细胞中NO生成的影响。
化合物对LPS诱导的RAW 264.7细胞中PGE2生成的影响。
三、体内抗炎活性测试
化合物对LPS诱导的小鼠脓毒症模型存活率的影响。
化合物对脓毒症小鼠肺脏的保护作用。
化合物通过抑制细胞焦亡发挥对主要脏器的保护作用。
糖类药物往往具有多机制、低毒性等优势;从CP-1 出发,经过进一步的药物化学研究,课题组有希望获得成为一种全新结构、高活性、新机制的脓毒症的治疗药物;作为一种从机制出发的原创性药物,这类药物的发现同样对糖类药物的研发具有重要的指导意义。
项目名称:基于NATAC技术的嵌合反义寡核苷酸对病毒RNA的靶向降解
项目负责人:苏晓璇/汤新景
单位及职务:北京大学药学院
项目简介:
在脊椎动物细胞天然抗病毒免疫过程中,核糖核酸酶L(RNase L)是广泛表达于胞内、具有单链RNA内切活性的蛋白质。被特异性配体2'-5' poly(A) (2-5A)
招募激活后,RNase L可识别并切割单链RNA上的UN^N (N=A, U, C, G)位点并进一步诱导细胞分泌具有抗病毒活性的干扰素,以正反馈方式增强抗病毒免
疫。而反义核酸作为一类易于体外化学合成的寡聚核苷酸,可以序列特异性地
灵活识别并靶向特定致病RNA。通过对反义核酸进行骨架修饰和末端偶联
RNase L配体2-5A,可实现RNase L招募性和靶标RNA亲合性的统一,从而构建出基于核酸水解靶向嵌合分子 (Nucleic Acid-hydrolysis TArgeting Chimera, NATAC) 以引导靶标RNA降解。
自然界中以人类为宿主、感染后引发人体严重病变的病毒种类繁多且不断进化。以当前全球流行的新型冠状病毒为例,载有其遗传信息的单链RNA极易突变进而产生毒力更强的变异株。目前主要采用疫苗和中和抗体阻断病毒的传播和复制,但可用于新冠病毒感染者治疗、可抑制新冠变异株的特效药物依旧屈指可数。此外,以人类乙肝病毒感染为代表的肝脏慢性疾病也持续威胁着东亚人群的卫生健康状况,目前也无治愈乙肝的特效药物上市。
目标致病基因特异性的NATAC核酸药物具有高效靶标降解和免疫激活等疾病治疗方面的优势,以及易筛选、靶点可变和快速开发等特点,因而发展潜力巨大,具有重要的科学研究价值和应对突发病毒的潜力。
创新点:
1、首次在新冠病毒感染的体外细胞模型中验证了NATAC技术抑制其病毒组装的药效特点,率先填补了功能核酸在抗新冠药物研发中的应用空白;
2、首次设计并筛选得到靶向新冠病毒包膜蛋白和刺突蛋白基因的一系列NATAC寡聚核苷酸序列;
3、NATAC技术不仅提升了经典反义核酸对靶RNA的降解效率,还可通过上调具有抗病毒活性的细胞因子水平,反馈激活细胞的天然免疫过程。
项目名称:新型抗肿瘤糖疫苗研发
项目负责人:叶新山
单位及职务:北京大学药学院
项目简介:
本项目采取创新思路,利用化学方法对天然糖抗原的结构进行适当的修饰,以打破免疫耐受,提高免疫原性。项目组已进行了寡糖抗原和糖疫苗的合成工艺研究,
已达中试研究规模,并进行了动物水平的药效学研究。本项目属于肿瘤的免疫
治疗项目,为I类生物制品,具有自主知识产权。
STn是一个含有唾液酸的二糖结构糖抗原,在90%的上皮肿瘤细胞均有表达,例如结直肠癌、卵巢癌、前列腺癌、乳腺癌等肿瘤细胞表面均有表达,在正常组织表达极少,因而成为这些肿瘤免疫治疗的重要靶点。目前采用的简单地将天然糖抗原偶联在载体蛋白上这种方法对于肿瘤疫苗并不太有效,疫苗不能在人体内产生满意的免疫应答。为了提高它的免疫原性,必须采取创新的思路。
本项目具有如下技术特点:(1)从糖抗原的角度研发创新疫苗,思路新颖,至今尚无抗肿瘤糖疫苗上市,本研究属于原创研究;(2)打破自身对STn抗原的免疫耐受,提高免疫原性;(3)未结合手术、激素治疗时,在临床前有较好的抗肿瘤效果;(4)适应症广谱,90%的上皮肿瘤细胞均有这样的糖抗原的表达。该创新品种非常有希望参与国际疫苗研发的并跑与竞争,甚至领跑。
项目名称:蝎毒镇痛肽的结构表征、药理作用及机制研究
项目负责人:付宏征
单位及职务:北京大学药学院
项目简介:
本课题主要目标是针对无成瘾性镇痛多肽类的基础理论性和实验探索性的研究,为发现新的无成瘾性镇痛多肽提供科学的、可行的研究方法和理论依据,同时,本课题建立的研究方法和理论,可以被其它生物活性肽类和生物药物研究开发提供借鉴和应用。
本项目创新点:
(1) 目前临床上尚缺乏无成瘾性的镇痛效果好的治疗药物。开展针对以电压门控 Na+ 通道作为靶标,通过对蝎毒镇痛多肽药理活性和作用机制研究的具有重要的理论研究意义。从临床疗效明确的传统中药----动物药中发现无成瘾性镇痛多肽,是发现活性生物肽的一条可行的途径,是该课题的特色。
(2) 利用核磁共振波普技术和蛋白质结晶技术和 X 射线-单晶衍射技术研究晶体结构,核磁共振波普技术可以确定相对结构,X 射线-单晶衍射技术可以确定其准确的空间结构,为下一步研究与靶蛋白作用的区域和位点奠定基础,这种方法目前是研究大分子结构的最准确的方法,也是课题重要特色和创新点之一。
(3) 采用冷冻电镜技术结合计算机辅助药物设计,研究蝎毒 QC 肽的三维立体
结构与靶蛋白作用区域和位点,阐明构效关系,揭示蝎毒 QC 肽的镇痛作用机
理,为深入研究和探索开发无成瘾性多肽药物提供理论基础和依据,也是课题
创新点。
研究进展:1.已完成QC 肽的分离纯化和含量积累;2.已完成QC 肽镇痛活性的研究;3.已完成QC 肽镇痛机理的研究;4.已初步完成QC 肽在大肠杆菌中的表达。
项目名称:抗肝癌反义核酸新型制剂的体内药效学及分布代谢研究
项目负责人:杨振军
单位及职务:北京大学药学院
项目简介:
本项目重点围绕核酸药物体内递送中障碍性问题,发展了新型核苷脂材(特别是DNCA)联合胱氨酸骨架阳离子脂材CLD纳米制剂,实现了静脉给药,递送相当于裸给反义核酸CT02约二分之一剂量时,CT02及其修饰物均可高效沉默胰岛素样生长因子1型受体的mRNA,发挥了抗肝癌(iv)长效作用,肿瘤生长抑制效果相对更加明显, 制剂体内安全性良好。
新型核苷脂材联合胱氨酸骨架的阳离子脂材纳米制剂,与核酸药物间主要以氢键和π-π叠加作用相结合,不完全依赖阳离子脂材的电性结合作用,制剂基本上呈电中性,颗粒度均匀,体内安全,无免疫原性。
该案例具有广泛的适用性,制剂已应用于siRNA、核酸适配体及mRNA疫苗等的体内递送,既可以静脉注射全身给药,也可以局部及肌肉注射,均可以体内表现出理想的治疗或免疫预防效果。
项目名称:乙型肝炎诊疗新指标新技术的研究及产业化
项目负责人:鲁凤民
单位及职务:北京大学基础医学院
项目简介:
本项目从基础研究突破出发,率先证实了HBV RNA病毒样颗粒的存在,完善了HBV的生命周期;提出了慢性乙型肝炎“准临床治愈”的新概念和慢乙肝阶梯式临床治愈路径的建议;研发了血清HBV RNA检测试剂盒,探究了血清HBV RNA这一创新指标的临床意义。相关成果共在J Hepatol、《中华肝脏病杂志》等期刊发表研究论文13篇,申报发明专利3项。通过系列临床研究,明确了血清GP73可用作不同病因肝硬化的无创诊断指标,发表研究论文8篇,获得发明专利授权3项,并在欧美、日本提交PCT国际专利申请。两项专利已转让给深圳市新产业生物医学工程股份有限公司进行产品研发。联合企业研制的国际上首个基于磁微粒化学发光法的血清GP73定量检测试剂盒。
主要科技创新 1:首次确定血清 HBV RNA 的来源并提出 HBV RNA 病毒样颗粒的概念,完善HBV 的生命周期,建立了血清 HBV RNA 的检测方法,为慢乙肝抗病毒治疗的疗效评估和预后判定提供了新指标。
主要科技创新 2:发现了 HBV 隐匿性感染(OBI)发生的新机制,提出 rcDNA 和/或 cccDNA全复制潜能的概念并据此更新了 OBI 的定义。
主要科技创新 3:阐明血清高尔基体蛋白 73(GP73)和肝脏硬度值测定(LSM)在慢乙肝相关疾病诊疗中的新的临床应用价值,建立了肝癌早筛模型,满足了慢乙肝抗病毒治疗对实验室诊断提出的新需求,促进了慢乙肝的精准诊疗。
项目名称:孤独症智能诊断与精准治疗一体化创新平台的构建与应用
项目负责人:张嵘
单位及职务:北京大学基础医学院
项目简介:
本项目基于本土低龄ASD儿童的行为学,脑影像学辅助诊断,亚型诊断及特色治疗手段,具有很强的精准诊疗临床应用价值。脑结构与功能网络特征是目前对神经精神疾病病因学分析与脑标记物寻找的重要方向,对于提高ASD儿童的临床诊断效率,具有实际意义。研究本课题组使用基于高性能计算的人工智能研发平台进行ASD的科学研究和多模态数据分析,用AI算法探索和启发ASD临床辅诊研究,从数据驱动的维度捕捉了许多手工难以捕捉的ASD辅诊特征。在AI医疗技术走向复杂脑病方面具有技术创新。基于针刺原理的经皮穴位电刺激技术(Transcutaneous electrical acupoint stimulation, TEAS)具有鲜明的祖国医学特色,采用现代医学疗效评估系统肯定其疗效,采用现代神经科学研究方法探究其原理。按照ASD社交行为特征进行亚型诊断并进行个体化的医疗干预是开创ASD精准医学的方法学创新。对于ASD感觉异常与社交认知异常是独立发生还是存在因果关联一直是ASD病因学现行假说的热点问题,本项目通过多年的临床与基础研究,显示代表中重度的被动型,冷漠型存在明显的初级感觉皮层结构与功能发育异常,而TEAS也是基于此脑区的促神经元与树突棘发育模式实现对ASD相关的行为改善,因此,本项目间接证明感觉异常对于ASD病因学,治疗学上的重要性,是ASD学术领域的理论创新。
项目名称:基于九轴传感器和CT影像的穿刺引导系统设计——PGuide穿刺手术引导新方案
项目负责人:王喆
单位及职务:北京大学医学技术研究院
项目简介:
目前临床上常用的穿刺方法多为传统体表解剖定位“盲穿法”,盲穿法指的是在无影像引导条件下,医生凭借经验根据计算的角度进行刺入,这种方法存在着准确率低、失败率高等问题,若穿刺失败,需要重复穿刺。有研究显示:穿刺次数>3次,会增加出血的风险,同时次穿刺,会增加动脉血栓的风险。故临床急需一种可实时获取穿刺针的位置,实时辅助医生进行穿刺手术操作的装置,这种装置有着巨大的临床应用需求和市场前景。本项目的创新点:
1. 采用自主研发的高精度九轴角度融合算法,可实现高精度穿刺引导。
2. 终端小巧简约,采用无线通信方式,不占用过多空间,不影响医生操作。
3. 图形界面实时显示、实时引导,方便医生使用。
4. 成本低、可批量生产、不增加过多手术费用。
本系统已完成算法设计和一组样机设计。本样机经过测试,平均角度定位误差仅为0.88°,平局针尖定位误差为0.10cm,满足高精度手术需求。该样机已成功在首都医科大学宣武医院肿瘤血管介入科进行应用。
项目名称:人工AI辅助-TCT扫描分析系统
项目负责人:侯艳
单位及职务:北京大学公共卫生学院
项目简介:
目前国内外针对宫颈异常细胞自动识别的方法主要有两大类。一类为传统机器
学习方法,另一类为深度学习方法。现有的两大类方法都存在一些缺点:在传统的机器学习方法中,特征工程需要该领域的专家人为进行特征设计,不同的专家所设计出的特征各异,因此无法有效保证算法的鲁棒性;对于Faster R-CNN方法,其通常利用单一尺度的特征,而对于宫颈细胞图像来说,细胞形态大小各异,仅利用单一尺度的特征会漏掉一些尺寸较小的异常细胞,而尺寸较小细胞的漏检可能会影响到筛检诊断结果的准确性;对于FPN方法,虽然其在一定程度上弥补了Faster R-CNN单一尺度特征的缺陷,但是其在融合不同尺度特征时未考虑不同特征之间的重要性,会融合一些冗余特征,而融合这些冗余特征会降低模型的性能。
本项目创新点:提出一种融合医学领域先验知识的,结合注意力机制的多尺度特征融合网络(Attention Feature Pyramid Network, AttFPN),嵌入系统中实现快速诊断。分析一张宫颈细胞涂片只需40秒,让宫颈癌筛查的效率提高60倍以上。目前已经完成了算法的开发,专利完成了注册。硬件正在洽谈中。平台第
一版本已经完成。
项目名称:“金方舟健康管理平台”线上服务系统
项目负责人:贾忠伟
单位及职务:北京大学公共卫生学院
项目简介:
提出基于互联网+技术实施健康查询的主动告知策略,并开发出“金方舟健康管理平台”线上服务系统,包括服务于用户的检测预约、检测结果自查、检测结果知情互查和健康教育模块,以及服务于管理人员的管理系统模块。鼓励使用者在发生性行为之前,互相查询对方的艾滋病和其他传染病状态。该系统也能服务于广大公共卫生和医疗工作者开展艾滋病性病干预工作,实现干预关口前移,促进人群检测,促成干预策略向一级预防的转变,具有较强的公共卫生和社会效益。
本项目创新点:
1. 功能全面的综合干预平台:“金方舟健康管理平台”集成互联网艾滋病检测、检测结果自查、检测结果知情互查和健康教育等功能,覆盖防艾干预全环节,向用户提供多元服务。
2.公共卫生策略、互联网+技术和隐私保护的有机结合: 该系统平台以检测结果知情互查为核心功能,将艾滋感染状态主动告知这一公共卫生干预管理策略与互联网技术紧密融合,因个人艾滋病检测信息的隐私性,本课题组提出了“申请-审核”式的互查告知方式,使得知情互查过程在便捷高效的基础上,更加注重隐私保护。
3.感染状态查询与互联网检测无缝衔接:系统平台可与疾控中心及社会组织的互联网检测服务相结合,实现线上检测试剂预约等服务与结果自查、互查无缝衔接,提升用户检测的便利性和检测意愿。
4.扩大公共卫生干预范围:相比于既往点对点、一对一,且主要针对阳性感染者的干预方式,用户在其约会交友圈中使用“知情互查”也能够促使其性伴检测并使用接受健康教育和知情交友干预的效果,能有效地扩大干预受众,使更多尚未感染艾滋的人提高防艾意识和知情交友技能。
5.助力防艾研究开展:“金方舟健康管理平台”有灵活的管理端功能设置,在做好受试者知情同意的基础上,研究者开在平台上进行人员招募、问卷发放与收集、随访研究等,且收集到的人群互查联系信息可作为构建人群性伴网络以及探究交友特征的重要真实世界流行病学数据,助力公共卫生管理和社会学相关研究的开
展。