2024年度（第十届）北京医学科技奖一等奖项目

项目一：

一、项目基本情况

二、项目简介

阿尔茨海默病（AD）是最常见神经退行性疾病，严重危害中老年人健康，使之丧失生活和工作能力。我国患病人数和增长速度居世界首位，造成家庭和社会沉重负担，早筛、早诊、早干预是临床防治关键。神经影像学检查是早期精准诊断重要手段，由于病变主要累及精细脑亚区，脑成像存在分辨率受限、缺乏特异性诊断示踪剂、单模态影像难以早期诊断、而多模态数据时空信息整合困难的挑战，亟需改进和创新。团队聚焦上述痛点问题，在国家重点研发计划及国家自然科学基金等课题的资助下，经过 10 年科技攻关，取得了系列创新性成果。

1. 自主研发 PET/MR 脑成像高密度线圈，提高图像分辨率，制定临床检查流程规范，解决精准诊断神经退行性疾病特异性脑亚区难题。

AD 特异性累及脑区主要分别为海马亚区等精细结构，团队创新应用高密度数字接收技术，自主研发了 PET/MR 系统的 32 通道头部专用线圈；基于压缩感知重建技术和人工智能神经网络衰减校正算法，将 PET 图像分辨率提升至目前最高水平（由 3 mm 至 1.4 mm），MR成像信噪比提高 60%，成像时间缩短 3 倍；制定了一体化 PET/MR 临床脑成像检查规范流程，优化图像采集参数，实现了 AD 特异性精细脑亚区精准影像诊断。

2. 自主研发新型 PET 特异性示踪剂，构建国际标准的规范化制备体系，为 AD 和 PD 早期精准诊断提供新方法。

针对 AD 和 PD 早期精准诊断缺乏特异性示踪剂的难点，自主研发了 Aβ 斑块、Tau 蛋白神经原纤维缠结、σ1 受体的精准靶向示踪剂，显著降低脑内非特异摄取，清除率增加 2 倍，突破早期敏感检测成像的技术瓶颈，获国家发明专利 2 项，I 类新药申报 1 项，转让 1 项；针对特异性示踪剂在我国难以应用的困境，构建了国际标准的规范化制备和质检体系，开展国内多中心协作进行转化推广，为临床早期确诊提供了新方法。

3. 创建多模态 PET 和 MR 数据的时空融合分析技术，为 AD 早期诊断和治疗提供新的复合型影像学标志物。

针对 AD 单模态影像难以早期诊断，多模态图像后处理复杂，数据时空信息整合困难，创建了聚合多参数特征的时空融合分析技术。针对 AD 首次提出海马亚区结构、功能连接、代谢的多模态精准量化指标，将 AD 诊断准确率提高至 91%，主观认知下降诊断达 72%；揭示多模态影像表型与 AD 风险基因剂量累加效应和性别显著关联，为临床早期筛查提供新靶点。团队牵头成立中国 AD 临床前期联盟和脑疾病 PET/MR 影像联盟，建立老年人群社区队列。在 Brain、Radiology、Science Bulletin 等国际权威期刊发表 SCI 论文 115 篇，总他引 6509次，被 Nature Reviews Neurology、Lancet Neurology 等正面引用和高度评价；主编专著 20部，授权国家专利 32 项，国际专利 5 项；参与制定国际临床标准 4 项。通过举办全国培训班，为医疗机构累计培训 1 万余名骨干，取得显著社会效益与经济效益。

项目二：

一、项目基本情况 

二、项目简介

我国现有风湿免疫病患者超 2 亿，是一大类致残、致死性常见病。但我国风湿免疫病认知度差、诊断延误严重、治疗不规范、缺乏研究体系、严重合并症发生率高，造成了沉重的经济和社会负担。针对以上问题，北京协和医院风湿免疫科自 2008 年起，在科技部和北京市科委重大研究项目支持下，创建了风湿免疫病规范诊治和协同研究体系，并在全国推广应用，成果如下：
    1.建立覆盖全国的风湿免疫病大数据融合平台
基于大数据和互联网技术，建成了覆盖全国的风湿免疫病患者注册与数据共享融合平台和智能化生物样本库管理体系，支持 32 种风湿免疫病患者注册与队列建设，覆盖了常见重大风湿免疫疾病如系统性红斑狼疮（SLE）、类风湿关节炎（RA）、痛风等，及系统性硬化症、炎性肌病和血管炎等疑难危重疾病；队列患者超 30 万，十余年内在队列建设上超越欧美 30年取得的成果，已建成世界上最大的风湿免疫病患者队列，为风湿免疫领域的基础与临床研究提供了无限可能，成为探索我国风湿免疫病精准治疗和预防的解决方案的基石。
    2.首次摸清我国风湿免疫病流行病学特征与趋势
    我国风湿免疫病的流行病学研究止于上世纪 80 年代。但随着风湿免疫病学科的发展及诊治水平的提高，我国风湿免疫病的流行病学发生了巨大变化。该融合平台可实时监测我国风湿免疫病的患病与发病趋势、分析疾病特征变化、收集合并症和预后数据，首次摸清了我国风湿免疫病流行病学特征与变化趋势，为临床研究方向和医疗资源分配提供了依据。先后发表了系列论文 100 余篇。
    3.形成指南，提升诊治水平，改善患者预后
    基于融合平台与注册队列产生的中国人的数据，牵头制定了指南和共识 21 部、行业标准 2个，在全国得到了广泛应用，大幅提高了我国风湿免疫病的诊治水平。如 RA 的治疗达标率从 2016 年的 14.4%提高到 24.4%（2022 年），SLE 的完全缓解率从 2011 年的 2.4%提高到 8.9%（2022 年），10 年存活率从 85%（2008 年）提高到 94%（2022 年）。
    4.建立全国性协同研究体系，创建了可持续发展的大协作临床研究模式，整体提升了研究水平

高质量临床研究是我国风湿病学科发展的“卡脖子”问题。本项目建成了基于所建融合平台的临床研究大协作模式，将全国二千余家医疗中心的海量“诊间”数据升华为可用于研究的科研信息，开展了多项多中心真实世界研究和概念探索性临床研究，创建了可持续发展的大协作临床研究模式，使我国风湿免疫病的临床研究比肩国际水平。
    5.首次创建风湿免疫病规范诊治提升体系
    通过融合平台的智能化患者管理系统，将诊治规范融入“诊间”，形成了全国首个风湿免疫病规范诊治促进体系，强化指南的应用，大幅降低了我国风湿病患者的病残率，将我国风湿免疫病规范诊治水平推向了新高度。
    以上工作及成果得到广泛认可，在一定程度上改善了风湿免疫病患者看病难的问题及预后，为我国风湿免疫病学科发展做出了重大贡献 。

项目三：

一、项目基本情况 

二、项目简介

脑胶质瘤是最常见的颅内原发恶性肿瘤，手术切除是首选治疗手段。由于肿瘤常侵犯脑功能区，手术难度大，术后致残率和复发率高。如何制定个体化手术策略、在保护神经功能同时最大程度精准切除肿瘤是国际性难题。本项目历经 15 年，融合医学大数据和人工智能，在脑胶质瘤精准智能外科领域取得多项技术突破和转化应用。显著提升手术精准性，明显降低术后致残率，显著提高患者生存期和生活质量，达到世界先进水平。主要创新如下：
    一、基于影像人工智能的手术切除新策略。揭示脑胶质瘤影像组学特征与基因组学特征的内在关联性，继而实现对 9 种关键分子病理亚型的术前无创预测，准确率达到80.8%~99.3%；据此提出基于术前分子病理预测技术的手术切除新策略，避免患者因扩大切除造成的功能损伤。获 2014 年最佳原创性研究 Lucien Levy 奖提名（全球共 7 项），在世界医学图像顶级会议 MICCAI 专题报告。核心专利获得日内瓦国际发明展金奖，并实现技术转化。团队牵头研发出脑胶质瘤智能影像诊断系统，获批我国首个神经系统疾病的人工智能Ⅲ类医疗器械注册证。
    二、基于网络可视化的脑功能保护新技术。揭示脑运动网络损伤修复机制，提出保留脑网络关键节点是术中功能保护的关键。提出运动区胶质瘤四分型，发现肿瘤侵袭至距离手运动区<4mm 易发生神经解偶联机制，继而研发出运动区高精度微距成像技术及瘤内功能网络解析技术，解决术中精准功能定位难题。发现脑网络重塑关键靶点，术后应用重复经颅磁刺激技术促进功能重塑，使辅助运动区综合征患者的术后平均康复时间由 50 天缩减至 14 天。研究结果改写国际临床手术指南，写入国家“十三五”规划教材《外科学》。
    三、基于光谱特征的肿瘤边界识别新方法。发现脑胶质瘤与脑组织在 532nm 激发光下拉曼光谱的特征性差异，基于人工智能技术构建脑肿瘤光学诊断大模型，继而开发出“秒级病理”诊断技术，将术中病理诊断时间从传统冰冻切片的平均 30 分钟缩短至光学诊断的 3 秒钟。基于该技术研发出胶质瘤光学病理诊断仪，完成全国多中心临床注册研究，诊断正确率达到95%。构建出基于虚拟现实手术辅助系统，将术中快速诊断可视化，全面呈现功能边界和肿瘤病理边界改变依据个人经验的传统切除模式，实现基于实时多维数据的精准手术。本项目得到 20 余项国家级和北京市级科研项目资助，成果发表 SCI 论文 107 篇，封面论文6 篇，累计影响因子 452，总被引 3704 次。获批国家发明专利 21 项，软件著作权 16 项；获日内瓦国际发明展金奖 1 项，国际论文奖 1 项，中华医学百篇优秀论文 1 项。成果写入国家卫健委《脑胶质瘤诊疗指南》、国家“十三五”规划教材和研究生统编教材。技术转化产品获批 III 类医疗器械注册证 1 项、II 类医疗器械注册证 3 项。获得首届首都医学科技创新成果转化优促计划省级赋能项目。转化产品在国际 20 多个国家获得医疗器械销售许可，年辅助诊断患者超过 10 万例次。

项目四：

一、项目基本情况

二、项目简介

（1）项目主要技术内容

新生儿遗传代谢病筛查（NBS）作为出生缺陷预防与干预的有效防线，是发现可治或可预防的先天性、遗传性疾病最经济有效的途径。我国 NBS 起步较晚，所用的检测产品主要依赖进口试剂，筛查成本高，且需建立、完善适合我国国情的筛查方案，有效发挥这项造福民生、提高人口素质的公共服务的公平性和可及性。

项目组在新生儿遗传代谢病筛查（NBS）方案、串联质谱（MS/MS）筛查试剂和设备的创新及推广应用取得重大进展：
    创新点 1：研制国内首个“琥珀酰丙酮和非衍生化/衍生化多种氨基酸、肉碱测定试剂盒（MS/MS 法）”，产品性能达到国际领先水平。改变国内 NBS 试剂被进口试剂垄断的局面，实现国产替代。
    创新点 2：研制国内首台获得 NMPA 医疗器械注册证并成功应用于 NBS 领域的 MS/MS 设备（FH-6000MD），填补国内相关技术空白。
    创新点 3：创新制定 NBS 免费筛查的“北京方案”，首次开展基于全套国产试剂、设备和筛查方案的 NBS 筛查，实现免费 MS/MS 筛查，率先实现 NBS 免费筛查病种扩大至 12 种；撰写新生儿疾病 MS/MS 筛查共识，填补国内空白，有效指导临床筛查。
    创新点 4：研发了基于汉信码的新生儿疾病筛查管理信息系统，搭建了筛查-诊治-管理平台，建立了三百余万新生儿疾病筛查数据，为进一步科学决策新生儿筛查工作提供了科技支撑。
    创新点 5：2017-2023 年“北京方案”于国内推广至 28 个省市 140 家三甲、三级、二甲医院，共筛查 980 万余名新生儿，确诊患者 3900 余名，市场占有率达 42.01%，相比进口试剂直接节省筛查试剂成本约 7.8 亿元，按卫生经济学成本效益分析节省门诊、住院治疗等直接、间接费用约 67.9 亿元，合计约 75.7 亿元。国际上推广至包括一带一路建设国家在内的 20个国家，其中 7 个已取得注册证并开展临床应用，为全球公共卫生事业发展贡献中国智慧。

(2)授权专利、论文情况
    获批 3 项发明专利和 3 项知识产权；代表性论文 70 篇，其中 SCI 论文 35 篇，主编指南共识8 篇，参编指南共识 8 篇；主编专著 3 部，参编专著 4 部；制定 1 项团体标准、1 项行业标准；取得国家医疗器械注册证书 2 项。

(3)技术经济指标、应用推广及效益情况
    2017-2023 年，“北京方案”已推广至全国 28 个省市 140 家三甲、三级、二甲医院，共筛查980 万余名新生儿，确诊患者 3900 余名；近 7 年累计为国家节省筛查试剂成本约 7.8 亿，按卫生经济学成本效益分析节省门诊、住院治疗等直接、间接费用约 67.9 亿元，合计约75.7 亿元。在国际上推广至包括一带一路建设国家在内的 20 个国家，产生了巨大的社会效益和经济效益。项目创新性强、研究方法先进、应用价值高，实现了里程碑式的科技成果转化应用。

项目五：

一、项目基本情况

二、项目简介

我国人口老龄化加剧，髋膝关节疾病人群庞大，关节置换年手术量逾 90 万例，费用达数百亿元。术前精准诊断和手术规划、术中假体精准安放和关节稳定性重建，以及术后加速康复是人工关节置换手术成功的必要条件。传统关节置换效果很大程度上取决于医生经验技术水平，存在一定盲目性，出现术前诊断和手术规划不准确、假体安放的精准性不足以及术后功能康复不到位等情况，影响术后疗效和患者满意度。数字化技术的应用改变了传统关节置换方法，为患者提供更加个性化和有效的治疗方案，提高了关节置换整体诊疗水平。项目组在国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市科技计划、北京市自然科学基金等十余项课题支持下，面向传统髋膝关节置换手术诊疗方法精准性不足的临床现状，围绕髋膝关节置换术前精准诊断和个性化手术规划、术中假体精准安装、术后系统性康复等关键技术问题，历经近十年攻关，构建了髋膝关节置换数字诊疗关键技术体系，实现规模化应用。主要创新点包括：
    （1）基于跨尺度、多模态数据驱动技术构建满足患者个性化需求的术前精准规划与假体适配技术体系；数字手术规划、增材制造个性化手术导板和定制假体等系列成果累计应用1.1 万余例，解决了传统关节置换假体适配性不足、肢体长度和下肢力线恢复不佳、围关节骨缺损修复和关节稳定性重建困难等问题，关键临床指标提升 15%。
    （2）基于智能可视化技术开发关节置换手术智能导航系统；其中髋关节置换可视化辅助导航系统融合脊柱-骨盆-髋关节联动运动学理论为国内首创，率先在髋关节置换假体安放策略上实现患者个体化考量，将髋关节置换假体安放位置和角度的精准性由不足 60%提升至90%以上，临床应用 1 千余台次。
    （3）基于深度学习方法构建终末期髋膝关节疾病早期诊断、假体型号预测、手术疗效满意度预测和并发症预测等关节置换诊疗康复全链条式智能预测与加速康复体系；开发了股骨头坏死 Ficat 分型影像学诊断深度学习模型，实现了股骨头坏死髋关节置换手术病例快速筛检和鉴别诊断；开发了膝关节置换手术自动规划和假体型号预测系统，为术前准备阶段提供精准指导；基于多源数据开发术后满意度和并发症预测深度学习模型，形成髋膝关节置换术后疗效欠佳群体甄别和下肢深静脉血栓形成预警机制，预测性能优于传统方法。
    项目发表论文 30 篇，授权发明 162 件，获批 NMPA III 类注册证 3 项、II 类注册证 3 项、定制备案证 2 项，牵头制定矫形外科用手术导板通用要求行业标准 1 项、关节手术机器人技术要求团体标准 1 项、膝关节置换 3D 打印个性化手术工具临床应用专家共识 1 项、髋膝关节置换术操作规范 1 项。成果在北京、上海、墨西哥城等 20 多个城市 50 多家医院应用，手术规划、手术导板、个性化假体已规模化应用 1.1 万余例，髋关节置换可视化辅助导航系统临床应用 1 千余台次。项目产品销售 1.4 亿元，并销往海外。

项目六：

一、 项目基本情况

二、项目简介

神经母细胞瘤（NB）是儿童最常见的颅外实体肿瘤，发病率约占儿童肿瘤的 8%，但其引起的死亡约占儿童肿瘤引起死亡的 15%，高危患儿 5 年生存率不足 50%，给家庭、社会造成巨大负担，被称为“儿童癌症之王”。核医学在 NB 的诊断中发挥重要作用，其中 123I-MIBG SPECT 检查被纳入指南。针对该疾病核医学诊断面临的三大难题：“疾病异质性强，诊断和危险分层困难”、“123I-MIBG SPECT/CT 显像过程漫长复杂、图像分辨率低”、“儿童反复检查，辐射剂量高”，该项目在国家自然科学基金等多项基金支持下，历时 10 余年，从核素药物研发和仪器创新入手，建立了“多模态+低剂量+短时间”的新的诊断体系，解决了 NB 核医学诊断、危险分层的临床困境，取得以下创新：
    1、国内率先开展 123I-MIBG SPECT/CT 显像及断层显像，在全国广泛推广：2018 年率先开展 123I-MIBG SPECT/CT 显像，国际上率先开展手术部位 SPECT/CT 断层显像，将检查敏感性由 65.1%提高至 93.0%，特异性由 92.1%提高至 100%。现每年检查量突破 1200 例，占全国 1/3 以上。多项研究发表于业内顶刊 Clin Nucl Med，并制定《儿童神经母细胞瘤 123IMIBG SPECT/CT 显像指南》。
    2、国内率先开展神经母细胞瘤多模态显像，并进行系列核素药物研发：针对约 10%左右神经母细胞瘤病灶不摄取 MIBG 问题，项目组研制了新型放射性药物 18F-NaF、镓[68Ga]多特安肽等，并完成 I～III 期临床试验，改变了约 10%患儿的诊断和分期。其中，18F-NaF 注射液实现临床转化，并获批上市，成为国内第一个诊断骨转移的正电子核素药物，填补了国内在神经内分泌肿瘤骨转移诊断的正电子药物、神经内分泌肿瘤诊断方面的空白。
    3、国内首先开展儿童神经母细胞瘤低剂量、短时间扫描，解决大型仪器核心部件“卡脖子”问题：项目组研发了具有自主知识产权的外延电阻淬灭型 SiPM 等 PET 核心部件，解决了PET 核心部件的“卡脖子”问题，实现了 PET/CT 的转化上市。在此基础上采用基于样式的 PET图像深度学习对抗域适应算法，可将给药剂量降至 1/6，扫描时间缩短至 3 分钟，显著降低了儿童的辐射剂量和镇静剂用量。

该项目发表论文 103 篇，其中 SCI 论文 90 篇（IF=462），他引 1757 次，最高被引 115 次，3 篇文章写入国际指南。出版显像指南 1 部，专家共识 1 部，中文专著 2 部；获国家医疗器械注册证 2 项，药物注册证 1 项；制定行业标准 2 项，授权专利 9 项，转化金额超 1.8 亿。举办国际、国内会议 3 次，学习班 10 次，培训学员 300 余名。成果推广至全国 15 个省，25 家知名医院，累计诊断神经母细胞瘤患儿 4500 余例。北京卫视《为你喝彩》栏目特别节目表彰团队：“用核医学为肿瘤患儿保驾护航”。

项目七：

一、 项目基本情况

二、项目简介

WHO 最新数据显示，胃癌每年约有 100 万新发病例，在全球恶性肿瘤发病率和死亡率中均位列第 5 位，其中有近一半胃癌发生在我国，给社会造成沉重疾病负担。如何进一步提升我国胃癌诊治疗效是目前肿瘤防治工作的重要组成。本项目主要完成单位作为国家癌症中心，历时 13 年，通过优化新的胃癌诊断及预后评价体系、改良围手术期综合治疗方案、探索特殊类型胃癌临床特点及相关分子机制，构建了胃癌精准诊疗体系，推动我国胃癌患者总体疗效达到国际领先水平。本项目主要技术内容如下。
    （一）精准识别，创新优化胃癌诊断、疗效及预后评价体系：1.基于免疫组化结果，提出新的胃癌病理分型，细化胃癌分类并指导临床治疗。2.首创“北京评分”标准，从营养-炎症层面提供精准预后评价系统。3.揭示胃癌患者血浆的代谢重编程图谱，建立胃癌诊断模型和预后预测模型，为开发胃癌筛查和预测预后的生物标志物奠定基础。
    （二）分期施策，构建胃癌全分期精准治疗系统：1.明确早期胃癌治疗后复发高危因素及治疗策略。2.创新并优化局部进展期胃癌综合治疗方案，改善局部进展期胃癌患者预后：（1）优化胃癌新辅助治疗方案，并揭示影响肿瘤免疫应答的肿瘤微环境特征（2）开展前瞻性临床试验，为全腹腔镜胃癌根治手术提供循证医学证据（3）通过 ICG 示踪指引淋巴结清扫，提升手术疗效（4）创新性提出“剪裁式胃次全切除术”，改良胃中部癌手术方式（5）优化内科药物治疗方案，有效控制疾病发展（6）开展胃癌放疗临床试验，为放疗在胃癌中应用提供新证据。3.探索并规范晚期胃癌治疗方案：（1）探索晚期胃癌转化治疗后手术疗效，创新性提出“腹腔镜模块化分阶段手术疗法”，优化晚期胃癌合并流出道梗阻治疗策略（2）规范了晚期胃癌一线药物治疗方案。
    （三）兼顾特殊，揭示特殊类型胃恶性肿瘤临床特点及其发生机制：1.阐述残胃癌临床病理特点，并探索残胃癌发生发展机制，明确蛋白酶活化受体-2 在残胃癌中的作用。2.概括胃印戒细胞癌临床病理特点，构建药物筛选类器官并揭示潜在耐药机制。3. 汇总胃神经内分泌癌临床病理特点，指导临床决策。 

通过开展以上研究工作，推动我国胃癌诊治水平提升并改善患者预后，数据显示，国家癌症中心胃癌患者 5 年生存率为 69.8%，明显高于国内平均水平（35.1%），与日本同期水平相当（71.3%），部分分期甚至优于日本。上述研究得到国自然等课题资助，研究结果在Nature Communications、Br J Cancer、Nutrients 等知名杂志发表，并多次在IGCC、KINGCA 等国际胃癌学术会议进行汇报交流。项目负责人担任中国抗癌协会胃癌专委会副主委、国家癌症中心胃癌质控专家委员会副主委、北京市胃癌质控专家委员会主委，主编胃癌专业图书 1 部，联合制定多部胃癌专家共识，举办多场国际和国内学术会议。本团队培训进修医生 800 余人，培养博士硕士 30 余人，在国内多家单位推广应用。