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荣耀与使命——盘点科技大奖中那些接地气的高校项目

1月8日,2017年度国家科学技术奖励大会在京举行。全国共有113所高等学校作为主要完成单位获得了2017年度国家科学技术奖三大奖通用项目157项,占通用项目总数216项的72.7%。其中,有64所高校作为第一完成单位的获奖项目数为114项,占通用项目授奖总数的52.8%。

由浙江大学传染病诊治国家重点实验室、感染性疾病诊治协同创新中心主任李兰娟院士领衔,联合中国疾病预防控制中心、汕头大学、香港大学、复旦大学等11家单位共同完成的“以防控人感染H7N9禽流感为代表的新发传染病防治体系重大创新和技术突破”项目获2017年度国家科学技术进步奖特等奖。

以该“新发传染病防治体系重大创新和技术突破”项目为代表,在国家科技界的最高荣誉获奖台上,造血干细胞移植、智慧协同网络及应用、煤层气开发地质保障技术、竹林生态系统碳汇监测与增汇减排技术……一个个“接地气”的获奖项目不仅改变了老百姓的“医食住行”,也为提升老百姓的“幸福感”注入了不竭动力。

新发传染病防控,“中国模式”成为“领跑者”

2013年春,恰逢SARS过去第十年,长三角地区突发不明原因呼吸道传染病,患者病情凶险,病死率高。

疫情出现后,李兰娟院士汇聚我国优势力量,在发现新病原、确认感染源、明确发病机制、开展临床救治等方面取得重大创新和技术突破,创立了代表“中国模式”和“中国技术”的新发传染病防控体系和平台,成功防控了2013年人感染H7N9禽流感疫情。

“新发突发传染病防控的首要前提就是要迅速确认病原,SARS最惨痛的教训就是长时间无法确认病原。”李兰娟说道,2013年新突发疫情后,团队在5天内发现并确认了该疫情病原是一种全新的H7N9禽流感病毒,并第一时间向全球公布该病毒的全基因序列。

李兰娟表示,明确了病毒基因序列,就可以精准防控。团队随后证实了活禽市场是人感染H7N9禽流感病毒的源头,通过多地迅速关闭活禽市场,减少了97%的人感染风险,有效地防止了疫情向全国蔓延。团队很快又发现,人感染H7N9禽流感重症患者体内存在“细胞因子风暴”,是导致患者重症和死亡的关键原因。李兰娟针对性地创建了“四抗二平衡”救治策略和“李氏人工肝”为代表的独特有效救治技术。2013年发生在浙江的人感染H7N9禽流感患者通过李兰娟团队的救治,病死率显著降低。

“中国的人感染H7N9禽流感病毒疫情防控堪称国际典范。”世界卫生组织助理总干事福田敬二博士对此高度评价。

此次防控的“中国模式”在之后还成功应用于非洲埃博拉疫情防控,在展现“中国力量”的同时,也标志着我国在国际新发传染病防治领域从“跟随者”成为了“领跑者”。

造血干细胞移植,供者不再苛求全相合

“造血干细胞移植是治愈白血病等血液病最有效的方式之一,但供者来源匮乏是限制造血干细胞移植发展的世界性难题。”北京大学人民医院血液科主任黄晓军说。经过十多年的研发,黄晓军团队开创性地提出了单倍型相合移植治疗方案,让人人都有造血干细胞移植供者。他们的成果此次获得了2017年度国家科技进步奖二等奖。

异基因造血干细胞移植诞生半个世纪以来,HLA(白细胞抗原)100%全合同胞,一直是经典首选供者,否则常发生严重排异反应。但即使是同胞兄妹,全相合概率也仅有30%,而没有血缘关系的人群,全相合的概率只有十万分之一。

单倍型移植后,排斥率高达70%-90%。“能不能把T细胞的功能暂时管控起来,让它在早期不产生抗宿主病。等过一段时间它们适应了,我们再把T细胞功能放出来,然后让它慢慢去抗肿瘤、抗感染。”黄晓军说,粒细胞集落刺激因子诱导免疫耐受是关键。

经过十多年的探索,黄晓军团队基于自创的粒细胞集落刺激因子诱导免疫耐受,原创的单倍型相合移植体系,让父母和子女、同胞兄妹之间可以任意成为骨髓供者,解决了配型、抗排斥、抗感染、复发等环节的诸多难题。

目前该团队创建的单倍型相合移植体系,被国际同行称为“北京方案”。“北京方案”在治疗急性白血病和重型再生障碍性贫血方面,总体生存率达75%-89%,取得与同胞全合移植一致的疗效。并且该方案在法国、意大利、日本等国作为临床常规应用,覆盖了全球50%以上的同类移植。“北京方案”还被写入国际骨髓移植权威教材,并被美国、英国等国骨髓移植协会相关指南引用。

破解“静态与僵化”,让网络更协同、可靠

为满足互联网高移动、低延迟、高可靠等新的应用需求,北京交通大学教授张宏科带领团队进行“智慧协同网络及应用”项目研发,极大地拓展了互联网的应用范围和领域。该项目获得了2017年度国家技术发明奖二等奖。

张宏科介绍,以高铁运维为例,在高速移动环境下,实现大数据可靠传输是高铁运维面临的难点之一。通过智慧协同网络技术应用,在高铁运维过程中,通过服务与网络的高效适配,实现联通、移动、电信等多家运营商带宽资源的协同聚合,显著提升网络资源利用率、传输可靠性和用户体验,为高铁智能运维提供了重要技术保障。此外,在智能制造场景,智慧协同网络也展示出优于传统网络的一面。

张宏科带领研究团队历时20余年逐步深入,先后开展了IPv6路由技术、标识网络技术以及智慧协同网络技术的研究。“以智慧为目标,标识和协同为特征,开创性地设计出新型互联网系统,即智慧协同网络。”张宏科介绍,比如小区宽带普遍存在多家运营商布线接入,而用户只能用一条的局面,造成资源浪费的同时,又不能提升用户体验。“智慧协同网络技术能有效破解这一局面,正在进行产业推进,未来有望成为智能家庭网关的接入管理设备。”

精准把脉煤层气,推动产业规模性发展

勘探开发和利用煤层气资源,是能源开发、煤矿安全生产、温室气体减排的国家重大需求。经过煤层气界近10年的科技攻关,我国地面井煤层气产量增长了13.6倍。

“采气过程中,煤储层性质始终处于动态变化过程,加之我国煤层气地质条件相比北美和澳大利亚更为复杂,没有先例,给开采带来很大难度;要使其向有利于煤层气产出方向转化,需要实现煤储层排采动态地质诊断,理解、掌握和控制动态过程特点。”中国矿业大学秦勇教授说。

我国煤矿安全生产要求“先采气后采煤”,煤层气抽采必须面向复杂多样的地质条件,先前没有成熟且适用的煤储层动态特征评价与监测技术可供借鉴。多煤层条件下,由于地质条件的动态干扰,以往的煤层气合采井产气情况多数效果较差。

项目组通过攻关研究,揭示了层序地层格架控气机理,创立了叠置煤层气系统理论。以此为基础,研发了以阻水隔气关键层为核心的叠置煤层气系统识别方法,以及“五步法”合采兼容性预测技术体系,应用于西南等地区煤层气井合采产层预测和优选。2008年至今,项目组逐步建立了适合于国内不同地质条件的煤层气开发地质保障技术。创新成果应用推广到华北、西北、西南地区的42个区块13家煤层气企业,覆盖了我国煤层气勘探开发活动最活跃的地区和企业。此项技术的研发和应用,获得2017年度国家科技进步奖二等奖。

创建竹林碳汇方法,推动竹林碳减排交易

“竹林在应对气候变化中蕴藏着巨大的潜力,然而竹林特殊的爆发式、可再生生长与隔年采伐特性、频繁的经营干扰等严重制约了其固碳功能的科学评价和提升,竹林碳汇项目在国内外都缺失方法学标准,致使碳汇难以进入碳减排市场。”浙江农林大学党委书记周国模说,这是他们研究竹林生态系统碳汇监测与增汇减排技术的原因。该研究成果获得2017年度国家科技进步奖二等奖。

周国模教授团队通过研发多项技术,揭示典型竹林碳源汇动态,发现中国竹林年净固定CO2为1.129亿吨,探明了中国竹林生态系统碳储量约为7.802亿吨,同时阐明全国每年有1340万吨固碳量转移到竹材产品碳库,系统澄清了竹林是碳源还是碳汇的国际争议。

研究证明,每公顷竹林年净固定二氧化碳为24.31吨,远高于亚热带地区其它森林类型,再加上竹林生长迅速,三到五年就可以成竹,这使竹林成为固碳能力最好的造林项目之一。但由于竹林生长更新和经营方式与普通乔木林存在显著不同,现有的国际、国内林业碳汇项目方法学都不适用于竹林经营。

经过十五年的研究,项目团队研发出5项国家、国际标准的竹林碳汇项目方法学,填补了国内外空白。其创建的竹林不同碳库的计量方法模型、计量参数值和竹子生长模型库,突破了竹林碳汇计量方法和特征参数缺失的难题,解决了竹林碳汇进入国内、国际碳减排市场的技术瓶颈。

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[责任编辑:陈龙]