重磅!2019年度国家科学技术奖出炉,感谢浙江这些科学家用知识改变我们生活

记者 张晶 通讯员 吴雅兰 柯溢能 陈鑫 
2020-01-10 11:23 14764
今天,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会,对为我国科学技术进步、经济社会发展、国防现代化建设作出突出贡献的科学技术人员和组织给予奖励。本次浙江获奖总数与2018年相比,从25项增加到27项,特别是主持项目,增加了4项。主持完成的获奖项目中,生物医药领域的科技成果占比近4成。

此次奖励大会上,浙江大学继续成为浙江省大赢家,作为第一完成单位荣获国家技术发明奖二等奖2项、国家科学技术进步奖二等奖4项。杭州师范大学也有所突破,在国家科学技术进步奖二等奖中占得一席。

记者采访了部分获奖者,听他们介绍了自己的获奖成果如何改变我们的生活。

猪不吃抗生素照样健康成长

项目:猪健康养殖的饲用抗生素替代关键技术及应用

奖项:国家科学技术进步奖二等奖

主要完成人:浙大汪以真团队

滥用抗生素在畜禽饲料生产中使用非常普遍,不可避免地引发病原菌耐药性产生、肉蛋奶中抗生素残留、畜产品品质下降和环境污染等一系列严峻的社会及生态问题。

近20年来,浙江大学动物科学学院教授汪以真团队针对生猪养殖饲用抗生素引起的细菌耐药、抗生素残留、肉品质下降及土壤水体污染等问题,聚焦猪的免疫调节、微生态平衡、肠粘膜修复三大难点,创建猪先天免疫因子-内源抗菌肽高效表达的营养调控技术,显著增强猪免疫功能和抗病力,使仔猪内源抗菌肽的表达量提高了2-10倍,腹泻率降低80%,为破解仔猪免疫机能低下的难题提供了崭新思路。

汪以真团队发现,丁酸钠对肠道损伤修复有很好的功效,但由于仔猪胃中酸性大,丁酸钠往往在胃里就遭到了破环,难以到达肠道。为了把营养修复因子精准护送到仔猪肠道中,团队自主研发了精准控释的“火龙果式”丁酸钠微囊包膜技术、“三明治式”氧化锌天然矿物负载增效技术,使得营养修复因子在仔猪肠道中的释放率达96%,比国内外同类产品提高20%,成功实现肠粘膜屏障的有效保护和修复。

同时,团队以菌种筛选和优势功能协同为突破口,开展了新型益生菌饲料添加剂研制和协同应用技术体系研发,筛选并创制了丁酸梭菌、地衣芽孢杆菌和约氏乳杆菌3种微生物饲料添加剂新产品。其活菌数、芽孢率、抑菌效果、产酶产酸等都明显优于发达国家同类产品,联合使用可以达到抑菌、产酶及产酸的协同效应,明显抑制了肠道有害菌生长,显著提高了蛋白、脂肪等养分消化率,解决了猪肠道微生态平衡的技术难题,为饲用抗生素替代提供了重要保障。

如今,一套易操作、效果好、成本低、系统性强的技术产品,已经在全国近30个省市的300余家大中型饲料和生猪养殖企业应用推广。项目成果共减少饲用抗生素使用1.09万吨,避免了近万吨抗生素向环境排放。同时,促进了浙江省全国首个“畜牧业绿色发展示范省”建设。

每个人都有看得见看得清的权利

项目:白内障精准防治关键技术及策略的创新和应用

奖项:国家科学技术进步奖二等奖

主要完成人:浙大姚克团队

白内障是首位致盲疾病,目前我国白内障患者总数高达1.12亿,接受到手术治疗的白内障患者只占4.4%。

针对白内障发病机制不明、复杂白内障缺乏有效治疗手段以及国内外精准白内障防治水平差距悬殊三大难题,浙江大学医学院附属第二医院眼科中心主任姚克带领团队,在过去的11年里不断攻关,实现了我国白内障防治水平全面提高。

项目组从基础研究入手,通过全面系统揭示白内障重要发病机制,找到了白内障药物防治突破口。点点眼药水就可以治愈白内障,从原本的“不可想象”变成“渐露曙光”。

同时,项目组还发现晶状体蛋白错误聚集和折叠是导致先天性白内障的关键机制,并且通过人尿液细胞来源iPSC体外诱导成具有和人类晶状体类似结构和光学特性的再生晶状体。据了解,这是迄今为止世界上最完善的再生晶状体诱导方法。

面对硬得像核桃的白内障,姚克项目组还率先在国际上使用了飞秒激光精准手术,将角膜内皮损伤率从老手术方法的19.96%降低至7.85%,同时使视力恢复时间从3个月减至1个月。项目组为避免飞秒激光切口易导致更高的术源性角膜散光,为设备公司开发适合亚洲人眼睛的新型负压PI吸引环以及具有更优化参数与模式的全新软件提供了依据。

姚克与白内障斗争了半辈子,他不忘的是初心——“为让每个人都有看得见看得清的权利,我们将继续前行!”

世界难题中国方案能解决

项目:围术期脓毒症预警与救治关键技术的建立和应用

奖项:国家科学技术进步奖二等奖

主要完成人:浙大方向明团队

脓毒症是多年来横亘在世界医学领域面前的一大难题,每年夺去600万人的生命、死亡率高达20-40%。

无论是烧伤烫伤、外科手术,还是糖尿病、白血病,亦或是见怪不怪的手指破口、智齿发炎、吃坏肚子、感冒发烧都可能引发脓毒症。

方向明团队在10多年的科研中发现了“内源性危险分子”,并且研究得出它是脓毒症发病的关键所在。“这些危险分子通过与非Toll样受体结合,一方面能影响巨噬细胞的吞噬和杀菌功能;另一方面攻击血管内皮细胞,破坏微循环的内皮屏障,引起组织器官的损伤,加重脓毒症的恶化。”

之后,方向明团队通过与全球多家医院合作,发现了多个脓毒症的预警及早期诊断的重要生物标志物,在此基础上设计出一套多模式预警模型,只要把病人的相关数据录入系统,就能分析出病人得脓毒症的风险有多大,危险程度有多严重。

同时,针对循环和呼吸系统等围术期脓毒症致人死亡的关键环节进行了各个击破:创新性提出“滴定式麻醉诱导和复合麻醉方案”,通过个体化的麻醉方案和小剂量逐步给药的镇静镇痛方案,帮助稳定病人的血压和心跳,实现了从“大循环”过渡至“微循环”的精细麻醉管理。

这个新方案被美国麻醉医师协会称为“为国际围术期脓毒症的救治提供了中国方案”;针对“一般麻醉插管都采用仰卧位,容易导致返流误吸”问题,团队大胆提出像做胃镜那样让病人侧着躺,建立了侧卧位可视化气管插管技术,返流误吸率从16.2%下降到了0.125%,显著降低了并发症发生率,改善患者临床预后;针对儿童脓毒症的救治更困难、死亡率高的难题,团队率先组建了ECMO团队,将该技术应用于严重呼吸/循环功能衰竭的婴幼儿和新生儿,救治成功率国际领先。

此外,团队还以人工改造体内抗菌肽、提升其杀菌能力为目标,自主研发了3D打印抗菌药物效价评估技术,应用于新型抗菌肽效价评定,被国际同行赞誉为“革命性的药物设计理念”。

“未来,我们的技术还将在广西、贵州、新疆等边远地区多家医院推广应用。同时,我们争取将新型抗菌肽药物早日应用到临床。”

绿色制药与科技创新造福百姓

项目:新型稀缺酶资源研发体系创建及其在医药领域应用

奖项:国家科学技术进步奖二等奖

主要完成人:杭师大谢恬团队

酶是一种重要蛋白质,可以催化生物体内几乎所有的化学反应。但是,由于关键酶资源缺乏,催化活性低、稳定性差等问题,限制了药物及医药中间体酶法绿色生产工艺的开发,以及酶在新药研发中的作用。

谢恬团队从浙江舟山海域到四川阿坝州海拔4000米的高山,再到祖国西部的沙漠地带,走遍了20多个省市寻遍极端环境下的微生物样本,提取其中的酶资源,建构了宏基因组文库,创新集成宏基因组文库及DNA-Shuffling技术用于新酶研发,构建成功新型酶库,并且采用结构生物学、半经验量子力学以及分子力学等技术对酶进行优化改造,同时创新集成超低温微波辅助固定化,多酶微胶囊固定化新技术,物理嵌套与化学交联三维固酶限域空间等多种新型酶固定化新技术,以解决酶稳定性差的问题。酶学性质优异且稳定的工程酶的成功开发,为医药中间体的绿色生产工艺的创建、新药的研发等,提供良好的研究基础和技术支撑。

“我们用了大约10年时间,终于发现了一些不错的新酶,并研发出了绿色环保、安全且成本较低的酶法绿色生产技术和工艺。”谢恬说,以治疗视力疲劳、干眼症和眼睛黄斑退化病的药物叶黄素为例,以往用化学的方法从菊科植物中提取叶黄素,不仅品质不高,而且造成环境污染。而他们研发的采用酶反应结晶法,使叶黄素提取纯度从原来的80%提升到90%,生产废水却减少90%以上,有机溶剂使用减少60%以上。

值得一提的是,此前我国在世界上叶黄素市场占有率也随之从5%到10%提升到70%左右。同时在叶黄素提炼的技术水平、产品质量上超过了曾经占领市场的国际大公司,其制定的标准也成为了国家标准。

为中国胃研发了含还原性叶酸的酸奶

项目:功能性乳酸菌靶向筛选及产业化应用关键技术

奖项:国家科学技术进步奖二等奖

主要完成人:浙商大顾青团队

功能性发酵乳制品具有独特的营养健康功能,是近年国内外乳制品消费增长最快的品类,每年以10-15%速度增长。欧美国家该产业发展较早较快,产量占全球市场的80%以上。我国乳酸菌资源十分丰富,但针对菌种资源的功能挖掘和开发不足,缺乏自主知识产权的功能性乳酸菌菌剂,所以国内生产企业所用菌剂长期依赖进口。同时,产业化生产存在技术瓶颈,也制约了功能性发酵乳制品产业发展。

顾青团队历时10余年,针对中国人群营养健康特征开展功能性乳酸菌靶向筛选,突破了高活性乳酸菌菌剂制备和稳定化生产工艺等产业化关键技术瓶颈,实现功能性发酵乳制品的规模化生产。

顾青说,针对中国人多爱吃煮过的蔬菜从而导致食物中摄入叶酸不足的问题,项目团队研发出含有还原性叶酸的酸奶,作为补剂效果好于化学合成药品。同时,团队创建了功能性乳酸菌精准筛选新方法,获得功能因子明确的优质菌种;建立了动物模型和人体外肠道菌群模拟系统相结合的功能解析体系,阐明(产细菌素、叶酸和胞外多糖)乳酸菌的特定功能,还突破了功能性发酵乳制品产业化生产关键技术,实现从菌剂到发酵乳制品的规模化生产。

相关技术在各企业开展中试后,科研人员又坚持在生产一线和企业密切合作,解决了规模化生产中存在的技术瓶颈。

编辑:孟泓颖  来源:浙青网-青年时报

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