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重磅!2019年度國家科學技術獎出爐,感謝浙江這些科學家用知識改變我們生活

今天,中共中央、國務院在北京隆重舉行國家科學技術獎勵大會,對為我國科學技術進步、經濟社會發展、國防現代化建設作出突出貢獻的科學技術人員和組織給予獎勵。本次浙江獲獎總數與2018年相比,從25項增加到27項,特別是主持項目,增加了4項。主持完成的獲獎項目中,生物醫藥領域的科技成果占比近4成。
2020-01-10 11:23:49  來源:浙青網-青年時報  作者:記者 張晶 通訊員 吳雅蘭 柯溢能 陳鑫   編輯:孟泓穎

此次獎勵大會上,浙江大學繼續成為浙江省大贏家,作為第一完成單位榮獲國家技術發明獎二等獎2項、國家科學技術進步獎二等獎4項。杭州師范大學也有所突破,在國家科學技術進步獎二等獎中占得一席。

記者采訪了部分獲獎者,聽他們介紹了自己的獲獎成果如何改變我們的生活。

豬不吃抗生素照樣健康成長

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項目:豬健康養殖的飼用抗生素替代關鍵技術及應用

獎項:國家科學技術進步獎二等獎

主要完成人:浙大汪以真團隊

濫用抗生素在畜禽飼料生產中使用非常普遍,不可避免地引發病原菌耐藥性產生、肉蛋奶中抗生素殘留、畜產品品質下降和環境污染等一系列嚴峻的社會及生態問題。

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近20年來,浙江大學動物科學學院教授汪以真團隊針對生豬養殖飼用抗生素引起的細菌耐藥、抗生素殘留、肉品質下降及土壤水體污染等問題,聚焦豬的免疫調節、微生態平衡、腸粘膜修復三大難點,創建豬先天免疫因子-內源抗菌肽高效表達的營養調控技術,顯著增強豬免疫功能和抗病力,使仔豬內源抗菌肽的表達量提高了2-10倍,腹瀉率降低80%,為破解仔豬免疫機能低下的難題提供了嶄新思路。

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汪以真團隊發現,丁酸鈉對腸道損傷修復有很好的功效,但由于仔豬胃中酸性大,丁酸鈉往往在胃里就遭到了破環,難以到達腸道。為了把營養修復因子精準護送到仔豬腸道中,團隊自主研發了精準控釋的“火龍果式”丁酸鈉微囊包膜技術、“三明治式”氧化鋅天然礦物負載增效技術,使得營養修復因子在仔豬腸道中的釋放率達96%,比國內外同類產品提高20%,成功實現腸粘膜屏障的有效保護和修復。

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同時,團隊以菌種篩選和優勢功能協同為突破口,開展了新型益生菌飼料添加劑研制和協同應用技術體系研發,篩選并創制了丁酸梭菌、地衣芽孢桿菌和約氏乳桿菌3種微生物飼料添加劑新產品。其活菌數、芽孢率、抑菌效果、產酶產酸等都明顯優于發達國家同類產品,聯合使用可以達到抑菌、產酶及產酸的協同效應,明顯抑制了腸道有害菌生長,顯著提高了蛋白、脂肪等養分消化率,解決了豬腸道微生態平衡的技術難題,為飼用抗生素替代提供了重要保障。

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如今,一套易操作、效果好、成本低、系統性強的技術產品,已經在全國近30個省市的300余家大中型飼料和生豬養殖企業應用推廣。項目成果共減少飼用抗生素使用1.09萬噸,避免了近萬噸抗生素向環境排放。同時,促進了浙江省全國首個“畜牧業綠色發展示范省”建設。

每個人都有看得見看得清的權利

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項目:白內障精準防治關鍵技術及策略的創新和應用

獎項:國家科學技術進步獎二等獎

主要完成人:浙大姚克團隊

白內障是首位致盲疾病,目前我國白內障患者總數高達1.12億,接受到手術治療的白內障患者只占4.4%。

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針對白內障發病機制不明、復雜白內障缺乏有效治療手段以及國內外精準白內障防治水平差距懸殊三大難題,浙江大學醫學院附屬第二醫院眼科中心主任姚克帶領團隊,在過去的11年里不斷攻關,實現了我國白內障防治水平全面提高。

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項目組從基礎研究入手,通過全面系統揭示白內障重要發病機制,找到了白內障藥物防治突破口。點點眼藥水就可以治愈白內障,從原本的“不可想象”變成“漸露曙光”。

同時,項目組還發現晶狀體蛋白錯誤聚集和折疊是導致先天性白內障的關鍵機制,并且通過人尿液細胞來源iPSC體外誘導成具有和人類晶狀體類似結構和光學特性的再生晶狀體。據了解,這是迄今為止世界上最完善的再生晶狀體誘導方法。

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面對硬得像核桃的白內障,姚克項目組還率先在國際上使用了飛秒激光精準手術,將角膜內皮損傷率從老手術方法的19.96%降低至7.85%,同時使視力恢復時間從3個月減至1個月。項目組為避免飛秒激光切口易導致更高的術源性角膜散光,為設備公司開發適合亞洲人眼睛的新型負壓PI吸引環以及具有更優化參數與模式的全新軟件提供了依據。

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姚克與白內障斗爭了半輩子,他不忘的是初心——“為讓每個人都有看得見看得清的權利,我們將繼續前行!”

世界難題中國方案能解決

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項目:圍術期膿毒癥預警與救治關鍵技術的建立和應用

獎項:國家科學技術進步獎二等獎

主要完成人:浙大方向明團隊

膿毒癥是多年來橫亙在世界醫學領域面前的一大難題,每年奪去600萬人的生命、死亡率高達20-40%。

無論是燒傷燙傷、外科手術,還是糖尿病、白血病,亦或是見怪不怪的手指破口、智齒發炎、吃壞肚子、感冒發燒都可能引發膿毒癥。

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方向明團隊在10多年的科研中發現了“內源性危險分子”,并且研究得出它是膿毒癥發病的關鍵所在。“這些危險分子通過與非Toll樣受體結合,一方面能影響巨噬細胞的吞噬和殺菌功能;另一方面攻擊血管內皮細胞,破壞微循環的內皮屏障,引起組織器官的損傷,加重膿毒癥的惡化。”

之后,方向明團隊通過與全球多家醫院合作,發現了多個膿毒癥的預警及早期診斷的重要生物標志物,在此基礎上設計出一套多模式預警模型,只要把病人的相關數據錄入系統,就能分析出病人得膿毒癥的風險有多大,危險程度有多嚴重。

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同時,針對循環和呼吸系統等圍術期膿毒癥致人死亡的關鍵環節進行了各個擊破:創新性提出“滴定式麻醉誘導和復合麻醉方案”,通過個體化的麻醉方案和小劑量逐步給藥的鎮靜鎮痛方案,幫助穩定病人的血壓和心跳,實現了從“大循環”過渡至“微循環”的精細麻醉管理。

這個新方案被美國麻醉醫師協會稱為“為國際圍術期膿毒癥的救治提供了中國方案”;針對“一般麻醉插管都采用仰臥位,容易導致返流誤吸”問題,團隊大膽提出像做胃鏡那樣讓病人側著躺,建立了側臥位可視化氣管插管技術,返流誤吸率從16.2%下降到了0.125%,顯著降低了并發癥發生率,改善患者臨床預后;針對兒童膿毒癥的救治更困難、死亡率高的難題,團隊率先組建了ECMO團隊,將該技術應用于嚴重呼吸/循環功能衰竭的嬰幼兒和新生兒,救治成功率國際領先。

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此外,團隊還以人工改造體內抗菌肽、提升其殺菌能力為目標,自主研發了3D打印抗菌藥物效價評估技術,應用于新型抗菌肽效價評定,被國際同行贊譽為“革命性的藥物設計理念”。

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“未來,我們的技術還將在廣西、貴州、新疆等邊遠地區多家醫院推廣應用。同時,我們爭取將新型抗菌肽藥物早日應用到臨床。”

綠色制藥與科技創新造福百姓

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項目:新型稀缺酶資源研發體系創建及其在醫藥領域應用

獎項:國家科學技術進步獎二等獎

主要完成人:杭師大謝恬團隊

酶是一種重要蛋白質,可以催化生物體內幾乎所有的化學反應。但是,由于關鍵酶資源缺乏,催化活性低、穩定性差等問題,限制了藥物及醫藥中間體酶法綠色生產工藝的開發,以及酶在新藥研發中的作用。

謝恬團隊從浙江舟山海域到四川阿壩州海拔4000米的高山,再到祖國西部的沙漠地帶,走遍了20多個省市尋遍極端環境下的微生物樣本,提取其中的酶資源,建構了宏基因組文庫,創新集成宏基因組文庫及DNA-Shuffling技術用于新酶研發,構建成功新型酶庫,并且采用結構生物學、半經驗量子力學以及分子力學等技術對酶進行優化改造,同時創新集成超低溫微波輔助固定化,多酶微膠囊固定化新技術,物理嵌套與化學交聯三維固酶限域空間等多種新型酶固定化新技術,以解決酶穩定性差的問題。酶學性質優異且穩定的工程酶的成功開發,為醫藥中間體的綠色生產工藝的創建、新藥的研發等,提供良好的研究基礎和技術支撐。

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“我們用了大約10年時間,終于發現了一些不錯的新酶,并研發出了綠色環保、安全且成本較低的酶法綠色生產技術和工藝。”謝恬說,以治療視力疲勞、干眼癥和眼睛黃斑退化病的藥物葉黃素為例,以往用化學的方法從菊科植物中提取葉黃素,不僅品質不高,而且造成環境污染。而他們研發的采用酶反應結晶法,使葉黃素提取純度從原來的80%提升到90%,生產廢水卻減少90%以上,有機溶劑使用減少60%以上。

值得一提的是,此前我國在世界上葉黃素市場占有率也隨之從5%到10%提升到70%左右。同時在葉黃素提煉的技術水平、產品質量上超過了曾經占領市場的國際大公司,其制定的標準也成為了國家標準。

為中國胃研發了含還原性葉酸的酸奶

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項目:功能性乳酸菌靶向篩選及產業化應用關鍵技術

獎項:國家科學技術進步獎二等獎

主要完成人:浙商大顧青團隊

功能性發酵乳制品具有獨特的營養健康功能,是近年國內外乳制品消費增長最快的品類,每年以10-15%速度增長。歐美國家該產業發展較早較快,產量占全球市場的80%以上。我國乳酸菌資源十分豐富,但針對菌種資源的功能挖掘和開發不足,缺乏自主知識產權的功能性乳酸菌菌劑,所以國內生產企業所用菌劑長期依賴進口。同時,產業化生產存在技術瓶頸,也制約了功能性發酵乳制品產業發展。

顧青團隊歷時10余年,針對中國人群營養健康特征開展功能性乳酸菌靶向篩選,突破了高活性乳酸菌菌劑制備和穩定化生產工藝等產業化關鍵技術瓶頸,實現功能性發酵乳制品的規模化生產。

顧青說,針對中國人多愛吃煮過的蔬菜從而導致食物中攝入葉酸不足的問題,項目團隊研發出含有還原性葉酸的酸奶,作為補劑效果好于化學合成藥品。同時,團隊創建了功能性乳酸菌精準篩選新方法,獲得功能因子明確的優質菌種;建立了動物模型和人體外腸道菌群模擬系統相結合的功能解析體系,闡明(產細菌素、葉酸和胞外多糖)乳酸菌的特定功能,還突破了功能性發酵乳制品產業化生產關鍵技術,實現從菌劑到發酵乳制品的規模化生產。

相關技術在各企業開展中試后,科研人員又堅持在生產一線和企業密切合作,解決了規模化生產中存在的技術瓶頸。

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