年度江苏省科学技术奖
江苏省全省科学技术奖励大会暨科技创新工作会议于8月28日在南京举行。此次共评选出个项目，其中，一等奖30项，二等奖54项，三等奖项。
南京大学的8项成果荣获年度江苏省科学技术奖，一等奖3项，二等奖2项，三等奖2项，江苏省国际科学技术合作奖1项。今天，就让我们一起来了解这些南大人背后的故事吧！
一等奖
华子春团队
胞外基质降解产物的抗肿瘤作用、
蛋白质工程改造及其应用
生命科学学院
由南京大学联合中山大学、常州南京大学高新技术研究院、吉林大学完成的“胞外基质降解产物的抗肿瘤作用、蛋白质工程改造及其应用”获省科学技术一等奖。这个听起来特别深奥的奖项，究竟是在研究什么？
“你知道肿瘤和正常组织的差别在哪吗？”南京大学教育部长江学者奖励计划特聘教授、江苏省产业技术研究院医药生物技术研究所所长华子春博士首先抛出了这个问题。他表示，想要弄懂这个项目，就必须从这个话题谈起，而这个问题的答案就是，这里的差别其实就表现在肿瘤需要营养快速生长，它的生长不受控制。
肿瘤要生长、就需要拓展空间，就需要转移。而华子春团队研究的领域，其实就与这个转移有关系。“人身体里任何脏器外面都会有层层组织包裹，所有细胞外面都有基质，肿瘤想要转移，就需要将胞外基质降解掉，要降解就需要打破一道‘墙’，这样肿瘤才能跑出来。”华子春向记者解释。
但反过来我们也许会想，肿瘤想要打破这道“墙”，难道人体就没有任何抵抗力，只能让肿瘤这么轻易地跑掉吗？华子春说：“不得不说，人体结构还是非常精妙的，胞外基质在降解过程中，降解的不少产物都是抗肿瘤的，有的还起到了抑制肿瘤血管或者抑制肿瘤转移的作用，我们的研究其实就是聚焦这些细胞外基质降解产物，筛选、发现、验证其活性，然后进行改造，可以说，这在当时是比较新的研究，我们起步时与国际基本同步。”
在我们的印象中，医药行业是一项
在华子春看来，获奖项目的意义远远不只局限于项目本身，而是在项目中培养人才，才具有更深远意义。“其实，不仅是项目，我们也注意在平日开设双创课程，邀请一批企业家进校做辅导，培养学生创新创业。我们培养的人才所创办的创新企业估值上亿元的就有4家。”
除人才培养外，华子春还认为，科学家在做好本职科研的同时，还应该在科普领域发出权威专业的声音。华子春和团队还经常在初中、高中、大学及市民讲堂开过科普讲座。“大众对生命科学的理解，需要专业人士去讲，科普战线需要科学家的参与。”华子春说。
张旭苹团队
融合式光纤传感系统
及其在重大装备安全监测中的应用
现代工程与应用科学学院
不论是西气东输，还是西电东送，传输的管道或线路延绵几百甚至上千公里，传输中还要翻越高山和峡谷，万一某个节点出了问题怎么办，万一遇到电缆偷盗怎么办，如何才能快速定位和处理？光纤传感，就是一个很好的“媒介”。由南京大学张旭苹团队领衔完成的“融合式光纤传感系统及其在重大装备安全监测中的应用”项目获年度江苏省科学技术一等奖。这个听起来有些专业的项目在研究什么，又有哪些应用？
张旭苹告诉记者，光纤到哪里，感知的触角就会延伸到哪里。“我们的研究始于年，已经持续了20年时间，传感光纤不仅可以感受信息，还可以传导信息。任何外来温度、应力、震动和冲击都会引起光纤中散射光的改变，将脉冲光打入光纤，探测到的变化散射光传输时间乘以光度，就能知道发生散射点即外部事件的位置。”她告诉记者。其实，不仅能快速定位，光纤传感还有不少优点，首先跟电相比，光的传输损耗非常小，因此它的“感知”距离在没有任何器件和放大的情况下，可以达百公里；其次，光纤不需要通电，因此，不会因为带电而产生火花；再者，光纤不受电磁场干扰，性能稳定。
那么，项目名称中的“融合式”又要怎么理解呢？张旭苹向记者解释，传统的光纤传感受机理限制，只能够单独测震动、温度或压力，这样就会出现很多问题，“我们的技术相当于别人的两三个系统，误差很小，一个系统就可以测四个甚至更多的参数，从而有可能或者更加准确的判断事件的性质和位置。”
光纤传感在很多复杂环境下便于实现，如今可以说非常热门，是研究的热点。十年前，网络才得到广泛应用，实现全球传播，加深了全球之间的联系，互联网信息的传播，很大程度上依赖海底光缆。在深蓝海底埋藏着大批通讯光缆，监测也就成了问题，如何对抗海底复杂环境和生物的侵袭？保护全球网络畅通，光纤传感系统发挥着很大作用。站在“热”研究面前，张旭苹和团队依然保持着“冷”思考。“这条研究的路还很长，要实现更优的性能和推广应用，还有很多问题需要解决。”她说。
施晓雷团队
干细胞相关技术治疗肝功能衰竭的
基础与临床转化研究
医院
我国是肝病高发国家，各种肝病导致的肝功能衰竭严重危害人民生命健康。肝移植是治疗肝功能衰竭最有效的方法，但由于供体器官短缺等原因，仅有少数患者能及时接受肝移植，大部分患者在等待中死亡。
干细胞因其具有多向分化潜能、增殖能力强、分泌多种细胞因子和调节免疫等特性，有望作为肝移植替代治疗的种子细胞，通过改善患者的肝功能，延长患者生存时间，让更多患者有机会接受肝移植，具有广阔的临床应用前景。
由施教授带领的课题组，自年以来便一直致力于干细胞相关技术治疗肝功能衰竭的基础与临床转化研究，在干细胞移植和生物人工肝两个领域取得了多项原创性成果。他们在干细胞移植领域，致力于干细胞移植治疗肝功能衰竭的机制探讨和临床转化；在生物人工肝领域，则采用干细胞-肝细胞共培养方式和干细胞转分化技术分别构建了两类生物人工肝用种子细胞。在此基础上，这两个项目分别完成了临床研究，取得了良好效果。
这一项目取得了许多的创新性突破，首先，研究人员在对干细胞移植治疗肝功能衰竭的机制做了系统性研究之后发现了骨髓间充质干细胞（mesenchymalstemcells,MSCs）通过免疫调节和抑制炎症反应发挥的肝保护作用。他们并在此基础上进行了自体骨髓干细胞移植治疗肝功能衰竭的临床研究，随访时间4年。
结果显示干细胞移植组较常规治疗组在白蛋白、总胆红素和胆碱酯酶指标上有显著性改善；同时治疗组远期存活率为80.0%，高于对照组的55.0%。安全性方面，未见其严重不良反应，安全性和耐受性好。
不仅如此，他们通过采用MSCs与猪肝细胞共培养的方式提高体外大规模培养肝细胞的功能后，发现肝细胞与MSCs按2:1比例接种培养至第2天可最大程度维持肝细胞形态与功能。在此基础上，研究人员构建了基于猪肝细胞与骨髓间充质干细胞共培养体系的生物人工肝，并完成例肝衰竭患者例次生物人工肝治疗。经中华传染病与寄生虫病学会人工肝学组指定的疗效标准判定，治愈26例，好转81例，无效21人，治愈好转率83.6%，疗效国际领先，无明显不良反应发生。
研究人员还通过干细胞转分化技术成功获得人源性诱导肝样细胞（humaninducedhepatocyte,hiHep），从而避开了道德伦理问题和异种细胞的免疫风险；采用大规模培养扩增的方式，获得数量级适合生物人工肝用种子细胞；在国际上首次进行了基于hiHep细胞的人源化生物人工肝的临床转化研究，结果显示患者肝功能明显改善：转氨酶持续降低，胆红素明显降低，蛋白合成增加，胆碱酯酶进行性增高，凝血指标明显改善，凝血功能逐渐恢复。患者体力和食欲恢复，无任何不良反应。
这一项目发表一共发表了相关论著37篇，其中SCI20篇，中文核心期刊17篇。不仅如此，其中的2篇还得以发表在国际同类期刊顶级杂志CellResearch上。
目前，这项先进的干细胞相关技术和研究已经被推向全国医院开展应用。
二等奖
吴剑锋团队
基于进化理论与智能搜索的
地下水优化模型及其应用
地球科学与工程学院
“我们是做地下水的，具体来说，是计算机技术在地下水领域的应用。”近日，由南京大学、河海大学、合肥工业大学、水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院四家单位共同完成的研究项目“基于进化理论与智能搜索的地下水优化模型及其应用”获得了年度省科学技术二等奖，其主要完成人南大地球科学与工程学院的吴剑锋教授这样介绍自己的项目。
我们知道，自然界的水自上而下分为大气水、地表水和地下水，由于所处环境的不同，它们循环流动彻底更新一遍需要的时间也不同。“大气水循环快，8天就能更新一次；地表水相对慢一些，如河水平均16天更新一次；地下水就复杂了，更新速度与埋藏条件有关，即便是在最浅的地方，更新一次也要几个月至几十年，深一点的，需要数千年至若干万年时间不等。”吴剑锋教授说，研究地下水不像研究地表水，肉眼能看到，“研究地下水的水质也只能通过监测孔取样进行分析，但是，地下水的流动状况仍然无法看到，要准确刻画地下水的运动及其时空分布是相当困难的。”
另一方面，建设地铁、开挖隧道、构筑水电站……这些工程建设都会对地下水的分布与运动造成影响，如果不提前对当地地下水环境进行安全性、可操作性的评估、预判，工程建设就会陷入尴尬的境地。如果连地下水的流动状态都无法看到，后续的评估、预判又凭何进行？“院里的吴吉春教授牵头的地下水模拟项目，针对不同复杂环境下的地下水运动进行建模，获得了年的教育部科技进步一等奖。我们这次获奖的项目研究，就是在他研究的基础上，进一步进行优化。”吴剑锋介绍，新项目不仅仅模拟地下水的流动过程，还要用智能的方法择取最好的方式使得水流有利于开发利用。
据了解，传统的方法不适用于复杂地下水系统尤其是地下水污染治理或其它非线性地下水优化模型求解的技术难题，而新研究发展和创新了地下水模拟优化理论与求解技术，并成功应用于地下水水量、水质和监测网设计的优化工程。在这一研究过程中，吴剑锋还率先在国际上提出了多种智能算法，提高了算法的求解效率及其可应用性，构建了基于多种智能算法的多目标地下水模拟优化模型。
“作为模型，它不是精确的，也不可能是万能的，但是它在不断地向精确靠近，这本身就是个追求最小化的问题。”吴剑锋说，研究每向精确走近一步，工程建设就能省去一笔不必要的消耗，而成本就能得到最大化实现。据透露，未来，这些智能算法还将应用于海水入侵的防控。
赵坤团队
强对流天气定量遥感和预报的关键技术
大气科学学院
长风，变幻莫测，云雨，转瞬即逝。如何精准捕捉这些飘忽不定的大气现象，尤其是龙卷风等强对流天气的变化，实现对这些灾害性天气的监测和预报？此次江苏省科学技术奖获奖项目中，由南京大学大气科学学院赵坤教授牵头的《强对流天气定量遥感和预报的关键技术》项目，将研究重点放在强对流天气的定量监测和预报上。他们通过遥感等手段，精准捕捉到强对流天气的细微变化，让从前不完整的“模糊”雷达监测变得精确和“立体可感”，并通过遥感定量建模，提高了强对流天气的监测和预报。
天气预报，尤其是强对流预报到底难在哪？赵坤说：“强对流天气是发展速度快、局地性强、破坏性大的灾害性天气，对其进行定量监测和预报一直是天气研究领域的难题。主要有两大难点，一是大气初始状态变化莫测，二是预报的物理模型难建。”赵坤表示，强对流天气的空间、时间尺度小，针对大气的观测也多是离散的、时空分布不均匀的和不完整的，将这些很是“任性”的大气信息进行刻画，难度可想而知。
基于此，赵坤带领团队积极进行技术探索并取得了突破。“我们将雷达监测的数据信息，通过定量遥感建模技术，实现了对小尺度天气结构的立体化、精细化的描述，从而让此类天气预报更加精确。”赵坤指着电脑上的雷达回波图解释说，我们平时在一些天气APP应用中，看到的多是雷达监测形成的回波。“比如，通过看回波，我们知道今天会下雨，会刮风，但具体会有多少毫升的降水量，风速多大，风向如何？这些精细的信息，只看这些回波，是不知道的。”他表示，定量遥感建模，就是将纷杂的气象运动变化，进行三维“生动刻画”，由此认识天气的结构和发生机理。
“这过程类似于人体做CT扫描，通过对人类不同部位进行层面扫描，最后立体成像，我们则是用雷达为天气做CT，让这些强对流天气的相关情况变得立体可感。”
那么，这项技术到底有何实际应用呢？“比如，利用雷达反演的三维风场信息，将具备形*卷的母体风暴的旋转高度、强度等数据信息，进行直观的确定，实现对龙卷风预警，而且借助此种技术所达到的预警时间目前与国际相当。同时，基于该技术形成的软件系统，也被应用到了中国气象局短时临近预报平台，进行2-6小时的短时强对流天气的预报。
此外，该技术的触角也在不断延伸，多次开展国内强对流灾害事件的科学调查。例如，针对年的“东方之星”号客轮翻沉事件进行气象原因调查中就应用到了此项技术。赵坤团队利用雷达数据定量反演的三维风场发现，强对流天气引起的下击暴流，是客轮翻船的“罪魁祸首”，而并非之前媒体广泛报道的龙卷风，这项工作也作为重要依据纳入当时国务院调查组关于“东方之星”调查科学报告中。同时，该项技术也为6.23盐城阜宁龙卷的主要成因提供科学支撑。
不过，关于气象的研究进无止境。对赵坤及其团队而言，这项研究还处于初步阶段，未来仍有巨大的进步空间。
“无论国内还是国外，对强对流天气的监测和预警都还是个大难题。”赵坤说，例如美国龙卷风的预警，早在90年代中期就可以提前9-10分钟预警，之后该国的科学家针对龙卷风做了大量实验和定量技术研究，20多年过去了，目前对龙卷的预警时间也仅有10几分钟。
不断找寻新的观测手段，掌握大气运动规律，认知它，继而优化模型，每个环节都难，可对研究者而言，“进一步有进一步的欢喜”，这也是大气这门古老学科的魅力。
三等奖
章东团队
基于非线性动力学的
医学超声精准诊疗新技术
物理学院
超声波因其无创、无电离辐射、生物安全性好等优点，在医学应用中扮演着日益重要的角色。医学超声的研究热点覆盖临床诊疗过程的多方面，如超声(造影)成像、聚焦超声治疗等。近年来医学对诊疗技术的精准、可靠、安全性等要求日渐提高，传统医学超声暴露出诊断精度不足、治疗方案不完善、生物效应不明确等问题。
这一项目从非线性动力学物理本质出发，面向临床诊疗需求，建立了包括超声造影剂微气泡动力学、非线性超声成像、高强度聚焦超声(HIFU)治疗的物理机理及宏/微观超声生物效应等的完整研究体系，取得了非常多的成果。
首先，研究人员构建了生物医学超声中的非线性动力学理论及方法体系。他们基于Mie散射、改制流式细胞仪、高速显微摄影等技术，对微米尺度气泡动力学过程进行了完整的观测，由此提出靶向微气泡在超声作用下的振动模型；从次谐波、超谐波、剪切力、声微流、声空化等多角度分析气泡动力学导致生物效应的机理，获得了对上述机制进行精确测量及定量调控的方法；不仅如此，他们也构建了完善的超声聚焦理论，在HIFU治疗研究中引入大张角、等效透镜、热波、相位屏等理论，系统分析了非线性、空化、热扩散、随机散射等效应对HIFU过程的影响。在研究中，他们也充实了精准超声诊断技术体系。通过次谐波、超谐波、辐射力操控、脉冲编码、靶向微气泡等技术的研究，推进了新一代超声成像技术的发展；提出了磁声无创测温、非线性超声无损测温、超声测量血压、骨健康诊断、内出血实时检测等超声诊断新技术，有望用一个超声探头实现多参数联合诊断。他们提出磁声传播模型及理论，建立磁感应磁声激发、检测及衍射层析成像技术体系，建立了电阻抗层析成像重建算法；据此对不同电导率、不同电阻抗的组织进行成像研究，在国际上首次获得了生物体电导率分布图像。
最终，研究人员提出了从组织至细胞的精准超声治疗技术方案。他们提出了快速预测HIFU声场、温度场、组织损伤的理论及算法，建立了三维非线性声学-生物传热-非牛顿血流活体治疗模型和整套HIFU治疗的最优化实施方案，提出用连续扫描方式进行HIFU治疗以形成更均匀的焦域、更高的治疗效率和更低的外周组织损伤。基于可控空化效应对药物传递和基因转染过程进行超声主动干预并取得重要突破，基因转染及药物输运的效率和生物安全性均大幅提高。
这一项目在理论创新与新技术研发方面皆取得了系列原创性成果，于声学、医学物理、药学等领域重要学术期刊发表SCI论文80篇，获得4项发明专利授权，进行国际会议特邀报告12次，而团队也于年入选江苏省?青蓝工程?科技创新团队计划。
郭宏骞团队
微创射频消融技术治疗肾肿瘤
医院
我国肾癌发病率呈逐年增高的趋势。保留肾单位肾部分切除术是目前治疗小肾癌的首选方案，但手术难度大，并发症发生率高达20-30%，并不适用于所有肾肿瘤患者，特别是孤立肾、肾功能不全，及年老体弱、有严重合并症无法耐受常规手术的患者。
因此，临床亟需更加安全微创的保留肾单位技术。射频消融是一种微创的能量热凝固方法，跟传统手术相比创伤小、恢复快，最先应用于肝脏肿瘤治疗，已成为其重要治疗手段。而射频消融在肾肿瘤中应用相对有限，国际上仅约翰霍普金斯大学、德克萨斯大学西南医学中心、迈阿密大学等少数大型医学中心常规开展，国内尚无常规开展该技术的中心，其安全性和长期有效性以及能量选择、风险评估、病灶评估等问题仍待解答。
年5月这一项目组完成了国内首例腹腔镜下肾肿瘤射频消融术，肿瘤学控制效果满意。团队做出的主要技术创新成果首先是在国内开展腹腔镜肾肿瘤射频术，证实射频消融技术有效治疗肾肿瘤。该项目组年在《中华泌尿外科杂志》发表国内首个腹腔镜射频消融治疗肾肿瘤的研究结果，年起先后在Urology、JournlofUrology等发表多篇中期及长期随访结果；同时将该技术探索性应用于孤立肾肿瘤、双肾肿瘤以及肾门部肿瘤的治疗，有力推动射频消融在肾肿瘤领域的应用。
基于上述研究，研究人员还提出肾肿瘤射频消融优化方案及风险评估措施。射频消融是基于能量的消融技术，能量控制不当可能造成严重并发症。项目组年在Urology发文，首次报道比较了经皮和经腹腔镜两种路径，证实经腹腔镜路径的安全性，尤其适用于腹侧的肾肿瘤患者，该文也被最新EAU肾肿瘤治疗指南引用；同时年在JournalofUrology发表肾解剖学评分能较好地预测射频消融的并发症，为选择入路及预测风险提供有力的证据支持。
不仅如此，该团队还将超声造影技术应用于肾肿瘤射频术中即时评估，并首次提出乏血供肿瘤术后评估的解决方案。项目组在AbdominalImaging首先报道将超声造影技术用于射频消融病灶的术中即时评估，显著提高了射频消融的成功率；同时在国内首先报道用超声造影进行乏血供肿瘤的随访，准确性显著优于增强CT扫描。
项目组在国际上首次报道了零缺血射频消融肾肿瘤剜除术，证实其在肾功能保护方面的优越性。年，项目组在《中华医学杂志》国内首次报道了腹腔镜射频消融辅助肾部分切除术的研究结果。年，项目组在JournalofUrology首次提出了零缺血射频消融辅助肾肿瘤剜除术的术式，最大限度地保留了肾脏功能，受到杂志的积极评价。
十年来，团队成员已累计完成逾例肾肿瘤射频消融，是目前国内最大的样本。项目组成员受邀在中华医学会肿瘤消融治疗规范化培训班授课；已发表SCI论文16篇，国内期刊13篇。成果多次在欧洲和美国泌尿外科年会、全国泌尿外科年会等国内外大会进行交流并获得同行的高度认可，目前已指导30医院临床应用。
国际科学技术合作奖
聂书明教授
江苏省国际科学技术合作奖
现代工程与应用科学学院
聂书明教授年在美国西北大学取得博士学位，先后在美国佐治亚理工学院、斯坦福大学从事博士后研究。-年在美国印第安纳大学历任助理教授、副教授、教授，年加入美国艾默里大学，年晋升为Coulter杰出讲席教授和纳米生物医学中心主任，年10月任南京大学现代工程与应用科学学院国际院长，年获选中组部第八批千人计划。
聂书明教授长期从事纳米材料、纳米医学的研究，其研究方向包括生物纳米探针、超灵敏肿瘤检测筛选技术、单分子影像技术等。在世界各地作邀请报告和大会报告余场，已发表近篇学术论文和专利，总引用次数超过5万5千次，H指数85。其中包括Science3篇，Nature系列刊物8篇，JACS近20篇，其中5篇原始创新和重大应用的论文已成为纳米材料和纳米医学的学术经典，被引用超过次。最近5年来已获美国专利14项，发表论文40余篇，其中包括JACS、ACSNano等一流刊物20余篇。年3月NatureBiotechnology总结纳米技术领域被引用最高的10篇论文，其中就有3篇聂书明教授的论文。
聂书明教授在美国主持过3个跨学科大型项目，获美国联邦*府研究经费超过四千万美元。多项发明专利已为美国5家公司提供了核心技术用于生物检测、分子诊断、手术器械和靶向药物等。他于年获国家自然科学基金委海外杰出青年奖，年获教育部长江学者讲座教授，年当选美国AIMBE医学与生物工程Fellow，年获美国佐治亚州癌症研究成就奖，年获美国NIH院长TransformativeResearch奖，年获Nature杂志迈阿密年会特别成就奖。
聂书明教授自年以来每年回国10次以上，每年总在华时间超过3个月（90天），就任南京大学现代工程与应用科学学院院长以来大力引进青年人才，截止目前，已经引进中组部青年千人30名，中组部千人计划教授（短期）1名，江苏特聘教授2名，其中相当比例的青年人已经表现出良好的发展势头，同时带领团队申请并获得江苏省创新团队项目一项。
此外，聂书明教授大力推动基于红外二区发光量子点的生物分子探针与手术导航技术研究。用于精准肿瘤切除手术导航的技术已经落地形成手术导航设备，已完成了从型式检验到动物试验的一系列验证工作，取得极好的效果。相关研究工作还在持续推进中，申请并获批科技部数字化诊疗装备重点研发计划项目一项及江苏省重点研发计划（社会发展）重点项目一项。带领南京大学现代工程与应用科学学院生物医学工程系成功举办了第六届纳米生物国际会议（NanoBio）暨第一届微创及影像引导手术论坛。
南京大学
来源：省科学传播中心，天下为公