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【菁英人才】王忠良教授:分子影像和转化医学

时间:2015-05-29 16:47 点击:

设计和开发一种特殊的物质,用来准确寻找身体内的癌细胞;研究和制备一种只对癌细胞起作用的药物,在不伤害正常细胞的情况下,准确地对癌细胞进行治疗。简单地说,这就是去年刚刚从美国回来的王忠良教授,带领着他的研究团队正在致力于解决的问题——实现对癌症患者的早期诊断和精准医疗。

王忠良教授(特约摄影师 闫毅强/摄)

2009年博士毕业后,王忠良先后在美国佛罗里达大学和美国国立卫生研究院(NIH),从事了5年的博士后研究工作,后者是世界上最顶级的医学与行为学研究机构之一。

在美期间,尤其是在NIH生物医学影像与生物工程国家研究所工作时,王忠良在多模态分子影像和纳米医学方面研究成果丰硕,在Science、PNAS等知名期刊发表了20余篇SCI研究论文,获得1项美国授权发明专利。

2014年9月,王忠良受聘西安电子科技大学生命科学技术学院教授、博士生导师,入选中组部第11批“青年千人计划”。2015年,他入选学校首批“华山学者”学术型菁英人才计划。目前,王忠良担任“分子影像与转化医学”研究室组长。(主页:http://web.xidian.edu.cn/wangzl

分子探针能够准确寻找癌细胞

准确寻找癌细胞的特殊物质,在生物影像学中的专业术语叫做分子探针。

分子探针指的是一种能与靶组织特异性结合的物质,它与能产生影像学信号的同位素、荧光素、顺磁性原子等物质以特定方式相结合,从而被仪器设备观察到。“这个原理就像造影剂一样,当分子探针进入到身体后,它们只与癌细胞结合,与正常细胞不发生反应。使用特殊设备,我们就可以找到癌细胞,而且非常准确。”王忠良解释说。

这种在分子水平上进行的定性和定量分析,可以实现对人体病理变化的实时、无创、动态成像,是一种可以为研究癌症的发生发展机制、分子分型和药物疗效评价等,提供信息获取和分析处理的有效手段,也就是我们常说的分子影像技术。

王忠良介绍说,目前临床诊断中应用较多的CT、核磁共振、超声和X射线数字成像等传统医学成像技术,只能反映癌细胞组织大小等疾病后期的状况。“癌细胞早期的情况怎么样?现在还没有更好的检测办法。如果使用分子影像技术,在分子探针的帮助下,我们就可以从分子水平的角度来寻找到癌细胞和癌变基因,实现对癌症的早期诊断!”

“分子探针的作用不单是早期诊断,更重要的是它还具有准确这一特性。”王忠良介绍说。他举例说,比如乳腺癌分为三种,每一种使用的药物都不一样,如果不进行准确诊断,不对症下药,就起不到应有的作用。“而分子探针具有的与靶目标,也就是特定癌细胞高度的特异性和高亲和力,能够使它区分不同的癌细胞,实现准确诊断。”

靶向药物能够实现无毒副作用

除了分子探针外,制备靶向药物是王忠良研究团队的第二个主要研究方向。

王忠良说,传统的药物产生功效,主要是依靠将药物注射或服食到患者体内,而实际上这些进入体内的药物,只有极少一部分能够真正用于病变部位。这一直是传统治疗中制约药物疗效,并极易产生肿瘤细胞的耐药性和导致药物毒副作用的根本原因。“获取具有像导弹一样精准靶向能力的药物,一直是人类的梦想,也是药物开发的终极目标。”

“我们打算研制的靶向药物,就是指被赋予了这种精准靶向能力的药物,可以作用于特定的病变部位,在这些部位蓄积或释放有效成分,并在局部形成相对较高的浓度,在提高药效的同时抑制毒副作用,减少对正常组织、细胞的伤害。”王忠良说。

为积极开展上述研究工作,在学校和学院领导的大力支持下,王忠良组建了“分子影像与转化医学”研究室。目前,该研究室已经吸引了5名专业研究人员,并与中国人民解放军总医院、西京医院、陕西省肿瘤医院等建立了紧密的合作关系。

“我们一方面针对临床问题新需求,结合创新仿生纳米新技术,构建多模诊疗新系统,提供疾病精准治疗新应用,另一方面是想把基础研究成果实时有效地转到临床实践,成为临床切实可行的理论、技术、方法和药物等,这也就是转化医学的实质。”王忠良说。

精准医疗是未来医学的主要方向

在谈到所开展研究工作的意义时,王忠良说,一切都是为了改变传统的医疗模式,实现对癌症的精准医疗,从而减轻癌症诊断和治疗过程中对病人所带来的创伤和痛苦,大大地提高人们的健康要求和生活质量。

据介绍,精准医疗是以个体化医疗为基础、随着基因组测序技术快速进步,以及生物信息与大数据科学的交叉应用,而发展起来的新型医学概念与医疗模式。其本质是对一种疾病不同状态和过程进行精确分类,最终实现对于疾病和特定患者进行个性化精准医疗。

2015年初,奥巴马在国情咨文演讲中启动“精准医疗”计划,一期投入2.15亿美元,美国政府希望精准医学可以引领一个医学新时代。而据了解,我国也正在筹划“精准医疗”计划,并有望在近期内启动。

王忠良介绍说,精准医疗的重点不在“医疗”,而在“精准”。“现阶段,在临床中癌症治疗主要有三种方法:化疗、放疗和手术。化疗、放疗都不可避免地会伤害到正常细胞,手术也做不到百分百准确。但如果把分子探针和靶向药物结合起来构建具有诊断与治疗功能一体化的新型诊疗剂,就有可能实现对癌症的精准医疗。”

“分子影像与转化医学,是一个多学科交叉的新兴学科,跨越化学、材料、生物、医学和电子信息等研究领域。”王忠良说,“生命科学技术学院在这方面具有优势,田捷教授是国内分子影像学的领军人,其研究成果在国内外具有重要的影响,为我们开展相关研究奠定了坚实的基础。”

【人物简介】

王忠良,黑龙江人,1979年7月生,生命科学技术学院教授,博士生导师。2003年本科和2006年硕士毕业于东北师范大学,2009年博士毕业于中国科学院化学研究所。2009-2013年在佛罗里达大学、2013-2014年在美国国立卫生研究院从事博士后研究工作,2014年9月加入西安电子科技大学生命科学技术学院,2015年入选中组部“青年千人计划”。近年来,一直从事多模态分子影像和纳米医学方面的研究工作,并取得了一系列重要研究成果。截至目前,在国际核心期刊Science、PNAS等发表论文20余篇,总影响因子达到143。多篇文章发表后被选为亮点报道、专题新闻或者期刊封面,相关权威学术网站进行专题评述并给予高度评价,拥有1项美国授权发明专利和2项中国授权发明专利。