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全部 前沿科学问题 工程技术难题 产业与技术问题
学科领域
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征集年度
全部 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018
空间多维组学 下一代分子病理 精准诊断 药物靶标挖掘
解析生命大分子在细胞和组织间的空间分布规律及其与疾病发生发展的关联特征，是关系到下一代创新药物和新型诊断工具研发的重要科学问题。传统分子病理技术存在的检测指标单一、通量低、分辨率低等不足等问题，不但诊断效率低下、总体价格昂贵，而且无法从多维角度探索病理组织微环境全貌，也难以高效挖掘新药靶标和诊断标志物，因此亟需开发多维度、高通量、单分子、单碱基级别的新型空间多维组学系列技术与产品，实现在组织和细胞的原位水平对多重生命大分子（DNA、RNA、蛋白质）的检测与分子空间图谱的绘制。一方面利用单细胞空间组学技术挖掘新型疾病诊断分子标志物与治疗新靶点，另一方面进行下一代分子病理技术的转化开发，为精准诊断与个性化医疗提供新一代的分子病理利器，同时从新维度和视角助力药物靶点和精准诊断标志物的挖掘。
推荐机构： 中国神经科学学会
2024年度
高通量 多模态 脑机交互 类脑智能
当下生命科学领域亟需解决的一个重要难题为：在神经科学和医学领域，无法高效地将神经组织中的多模态信息（细胞的基因表达信息、细胞形态和神经网络结构等形态信息、电生理功能信息）进行联合分析的技术难题。因此，首创一套针对神经系统的基因表达、结构和功能进行全面解析的类脑器官培养及实验研发的一体化平台具有重要的战略意义。
推荐机构： 中国生物工程学会
表型组学 遗传学 医学 基因-表型-环境关联
基因和环境相互作用决定人体的各种特征，这些人体特征即表型（Phenotype）。人类表型组（Human Phenome）是从胚胎发育到出生、成长、衰老乃至死亡过程中，人的形态特征、功能、行为、分子组成规律等所有生物、物理和化学特征的集合。表型包括微观表型和宏观表型。微观表型包括转录本、蛋白质、代谢物、细胞亚群、微生物等等；宏观表型包括影像学表征、体貌特征、疾病病征、健康状态、环境适应能力等。现代生命科学和生物医学的核心问题就是揭示宏观表型的微观机制。以破解微观表型与整体之间的复杂关联为目标，通过大规模表型全景精密测量与数据系统解析，破解基因-表型-环境、宏观-微观表型之间以及宏观表型项目之间的关联与调控机制，将达到对生物系统的全面理解，最终帮助实现对疾病与健康的精准干预。
推荐机构： 中国认知科学学会
珍稀濒危中药材 物种濒危生物学机制 繁育机制 生物技术开发应用
珍稀濒危中药材具有独特的药效活性，对多种疾病有显著的疗效。然而，由于各种因素的影响，珍稀濒危中药的获取受到了极大的限制，对其深入研究和临床应用带来了一定的挑战。除了人为干预的过度开发利用之外，物种自身的生物学缺陷是其濒危的重要原因，比如繁育特性包括授粉受限、种子萌发率低等特性是导致物种濒危的重要因素。因此迫切需要利用现代科学技术深入研究濒危的瓶颈尤其是繁育受限的机制，利用生物技术进行遗传改良或来源替代，更好的保护和挖掘利用珍稀濒危药用资源。
推荐机构： 中华中医药学会
胶质母细胞瘤 免疫治疗 免疫检查点抑制剂 肿瘤微环境
胶质母细胞瘤（GBM）作为最致命的成人脑肿瘤之一，其治疗难度极大。GBM的恶性程度高，治疗反应差，部分原因在于免疫系统的抑制状态和肿瘤微环境的复杂性。GBM能够通过多种机制逃避和抑制宿主的免疫反应，其中包括表达免疫检查点蛋白，诱导免疫抑制细胞的聚集（如调节性T细胞和肿瘤相关巨噬细胞），以及产生抗炎细胞因子。这些机制共同构成了一个高度免疫抑制的微环境，限制了传统治疗手段（如手术、放疗和化疗）的疗效。
推荐机构： 中国高等教育学会
AI眼底血管健康技术 代谢疾病 分级诊疗
代谢性疾病是一类涉及人体内物质代谢异常的疾病，主要包括糖、脂肪、蛋白质等物质的代谢紊乱。这类疾病包括糖尿病、高血压、高血脂、冠心病和肥胖症等。定期进行眼底检查与AI评估有助于及早发现和监测这些代谢疾病，从而减少对患者视力和生活质量的损害。然而，目前眼底血管健康检查技术具有较强的专业性，存在一些限制，如仪器设备的限制、医生技术和经验的限制，以及患者的经济负担等。AI技术在眼底血管健康检查的应用，极大提高了代谢性疾病的诊疗效率。近年来，基于眼底图像的人工智能技术已被开发用于评估心血管病的发病风险。这种技术具有即时、无创、易操作和成本低等优点，能够快速准确地评估个体的心血管病风险。本产业技术问题聚焦我国如何应用AI眼底血管健康技术促进相关代谢疾病分级诊疗。目标是实现不同医疗卫生服务机构疾病诊疗效率一致性，推进代谢疾病早期诊断和风险评估。通过优化分级诊疗路径，AI眼底血管健康技术有助于实现医疗资源的合理分配，提高医疗服务的效率和质量。 目前，综合医院全科医学科已经在基层医疗机构中建立了广泛协作网络。这一网络的优势在于，它能够整合先进的AI眼底血管健康筛查技术，致力于将这些技术无缝嵌入基层医疗服务中，同时确保不会给基层医疗机构带来额外的经济和工作负担。构建一套完整的AI眼底血管健康技术实施策略，以提高医疗服务的效率和质量。
推荐机构： 中华医学会
脑机接口 脑疾病 脑电信号
脑机接口系统旨在建立一种脑与外部设备之间直接的双向交流通道，以同时实现对外部设备的控制和对脑的调控，从而达到监测脑状态、治疗脑疾病、增强脑功能等目的。 按照信息采集的方式，脑机接口可以分为侵入式和非侵入式两种技术路径。 侵入式脑机接口直接与神经元紧密接触，在神经信号质量和神经调控精度等关键性能上有着天然的优势，但植入手术对大脑的创伤和植入器件长期在体的安全性等问题是当前瓶颈。侵入式脑机接口是一个复杂的系统，涉及电极、芯片、算法、植入等多种关键技术，包括：生物器件集成电路制造技术，用于提高脑机接口记录带宽；超薄超柔电极制备技术，实现海量神经活动信号的长期稳定获取；神经信号模拟域特征提取技术，实现海量神经信号的实时探测、处理和压缩，大幅降低数字神经网络的规模和功耗；微创植入技术，自动躲避血管，减少植入创伤。 非侵入式脑机接口，是目前最常采用的脑信号采集路径，也是在商业化探索中更有望率先落地的技术路径。虽然采集的信号强度远远弱于侵入式脑机接口方案，信噪比低，时空分辨率更模糊，但因为这种方案不会对脑组织造成创口伤害，因此在普惠式应用方面更有潜力。非侵入式脑机接口当下的研究重点，一方面在于信号监测和分析设备及算法的改进、放大器的尺寸、如何降低信号噪声和提高信号可用性；另一方面在于与多种潜在应用场景深度结合，探索应用潜力。非侵入式脑机接口的潜力在于探索在更多场景中的应用，比如专注力提升、解决失眠问题、自闭症干预治疗、阿尔兹海默症延缓等等。此外，将非侵入式脑机接口与VR、机械外骨骼等外界技术手段结合，在瘫痪康复治疗领域也有着巨大的应用前景。 虽然脑机接口技术的临床应用前景广阔，但在性能、精准、高效、安全等方面仍存在众多挑战，例如：开发长期稳定、生物兼容、时空分辨率高的神经信号采集及神经刺激硬件；开发精确、稳定的脑机接口解码算法，以达到对各种复杂外部设备的精细控制；开发精准、鲁棒的脑机接口调控算法，以达到对各种大脑状态有效、安全的调控；研究脑接机口技术的伦理与数据安全等，真正的脑机接口离应用临床还有很长一段路要走。
推荐机构： 中国图书馆学会
2023年度
生殖衰老 卵母细胞 胚胎 病理生理机制
人类社会正面临着人口老龄化和生育力下降的严峻挑战。孕产妇年龄增长和与年龄相关的生育率下降是现代生殖医学面临的全球性挑战。卵母细胞、胚胎与子宫生理性衰老及病理性发育异常是导致女性生殖衰老、更年期、后代不育、妊娠并发症和出生缺陷发生的关键因素。目前，减缓卵巢功能的丧失延长生育周期是生殖医学中最大的挑战之一。以动物模型进行的抗氧化剂研究（如褪黑素、NMN、BGP-15等）、纤维化抑制和血管新生抑制研究，距离临床的转化还有很大的距离。针对女性生殖衰老的生理病理机制，有以下科研重点问题：（1）卵母细胞及胚胎发育衰老过程中表观遗传变化，包括RNA修饰（m6A、 ac4C、Ψ等）、组蛋白修饰（H3K4me3、H3K9me3和H3K27me3等）、DNA甲基化及蛋白翻译后修饰，结合抑制剂及激活剂筛选新型衰老延缓药物；（2）衰老卵母细胞及胚胎非整倍体发生机制，筛选参与调控染色体精准分离的关键因子并进行结构解析；（3）高级DNA结构（包括G四联体、Z-DNA结构等）在衰老卵母细胞和胚胎发育中的变化特征及功能机制；（4）生殖衰老过程中卵母细胞发育与线粒体稳态的关系及具体作用机制；（5）针对以上科学问题的解答，提出延长女性生育周期安全有效的临床干预策略。
推荐机构： 中国女医师协会
心源性休克 综合救治体系 精准化治疗 区域转诊中心
心源性休克（cardiogenic shock, CS）是一种由左、右或双心室衰竭引起的低心输出量状态，常与多器官功能衰竭相关，具有极高的死亡率，严重威胁我国国民健康。美国心脏协会CS专家共识提出建立以拥有标准化CS多学科救治团队为区域转诊中心的CS综合救治体系，有助于改善患者预后。然而，我国目前仍缺乏符合我国国情的此类CS综合救治体系。本问题旨在探讨如何创建心源性休克的综合救治体系？
推荐机构： 中国生物医学工程学会
2022年度
细胞和基因疗法 过继细胞免疫治疗 肿瘤免疫治疗 基因编辑
细胞和基因疗法（CGT）是癌症和遗传病治疗的新领域，也是目前生物医药领域最具前景的发展方向。但是细胞药物作为一个“活的”药物，其制备以及质量控制等精细、繁琐的实验室流程，极大降低了其临床应用和推广。 由于实体肿瘤高度异质性，个体化治疗是细胞治疗的发展方向。基于这个特征，相较于传统的药物生产，细胞药物的制备和质控如何去中心化，自动化，封闭化将是决定整个产业发展的关键。 细胞产品的数量是免疫细胞治疗关键因素，为了获取有效治疗量的细胞数，细胞通常需要在反应系统中扩增几周的时间。在长时间段中，如何保持细胞的活性，反应性，无菌性等，需要工程，机械，化学，生物以及医学等多领域合作从而开发全自动，全封闭，操作简单且符合临床需求的硬件，试剂和软件体系。 此外，在全自动封闭体系基础上，在细胞培养的过程中进行基因编辑或改造，对细胞培养过程进行实时监控和质控，以及对不同功能细胞亚群的筛选和富集，将完善系统对整个细胞治疗领域需求的满足。
推荐机构： 中国细胞生物学学会
