人體肺部多核磁共振成像系統。精密測量院供圖
醫用重離子加速器同步加速器。袁海博/攝
鹽酸安妥沙星片。上海藥物所供圖
注射用丹參多酚酸鹽。上海藥物所供圖
5T人體全身磁共振成像系統。深圳先進院供圖
從人工合成牛胰島素、人工合成核酸、二步發酵法合成維生素、研制鹽酸安妥沙星、研制丹參多酚酸鹽，到首臺國產醫用B超儀、國產醫用重離子加速器裝置、世界首臺人體肺部多核磁共振成像系統……這些關系人民生命健康的重大科研成果背后，總能看到中國科學院人的身影。
科技以人為本。面向人民生命健康，是科技發展理念最集中、最現實、最深刻的體現。隨著社會發展和生命健康意識的不斷增強，人們對科技解決健康問題的期待越來越高。作為國家戰略科技力量，中國科學院始終堅守“創新科技、服務國家、造福人民”的初心使命，在實現高水平科技自立自強的路上留下了堅實的足跡。
1 國家需要 人民需求
中國科學院全力以赴
“這樣的裝備，我們太需要了，能否盡快安裝到金銀潭醫院？”2020年2月，武漢抗疫局勢正緊。得知中國科學院精密測量科學與技術創新研究院（以下簡稱精密測量院）研制出“人體肺部多核磁共振成像系統”后，時任武漢市金銀潭醫院院長張定宇當即提出需求。
收到抗疫前線的請援，中國科學院黨組立即指示：“全力支持！一臺不夠就想辦法多調幾臺過去！”
在新冠疫情中，肺部是患者感染多發部位，把肺部交換功能病變看清楚，對肺部的損傷機制研究和臨床治療非常重要。在抗疫一線，中國科學院主導研發的“人體肺部多核磁共振成像系統”醫療設備發揮了重要作用。鮮為人知的是，為了研發這臺能“點亮”肺部的設備，科研團隊潛心鉆研了十幾年。
第三次全國居民死亡原因調查結果顯示，2008年，肺癌已取代肝癌成為我國癌癥死亡的“頭號殺手”。肺部疾病預防與診療成為我國亟待解決的公共衛生問題。
肺部常規影像檢測手段包括胸透和CT等，但這些技術都有電離輻射，且無法實現肺部通氣、氣血交換功能的定量檢測。雖然磁共振成像無電離輻射，但傳統磁共振成像依賴人體的水質子，肺部是空腔組織，水質子密度是正常組織的1/1000。這讓人類肺部猶如一個“黑洞”。
當時，放眼全球，能“點亮”肺部的高端臨床成像儀器都是空白。如何看清肺部微結構成為人們亟待解決的難題。
中國科學院武漢物理與數學研究所（精密測量院前身之一）有半個多世紀的核磁共振學科研究史。經過幾代科學家的努力，中國在該領域已走在國際前沿。
2013年，精密測量院牽頭啟動國家自然科學基金重大科研儀器研制專項，開啟磁共振成像儀器系統的艱難攻關。為看清肺部微結構和通氣、氣血交換功能，研究團隊持續攻關，全面突破氣體磁共振信號增強的超極化技術、超快肺部氣體磁共振成像技術、人體多核磁共振成像技術等，讓磁共振信號增強5萬倍以上。
在此基礎上，團隊研制的“人體肺部多核磁共振成像系統”在全球率先獲得醫療器械注冊證并開展臨床應用，填補了臨床肺部無創可視化評估的空白。
2020年以來，該系統已在10余家醫院開展慢阻肺、腫瘤、新冠病毒等臨床檢測，應用效果顯著。2024年2月，團隊又攻克肺部成像快速采樣技術，將采樣時間縮短至3.5秒，同時進一步提高了圖像分辨率。
2021年11月2日，一款可口服、具有強效抗病毒作用的核苷類藥物——國產新冠藥物“民得維（VV-116）”獲批臨床。該藥由中國科學院上海藥物研究所（以下簡稱上海藥物所）與中國科學院武漢病毒研究所、中國科學院新疆理化技術研究所等單位共同研發。
新冠疫情暴發后，上海藥物所召集所有課題組放下手頭的課題，共同攻克這一關乎人類生命健康的難題。2020年1月19日，抗疫攻關小組成立，300多位科研人員放棄假期，聯手攻關。僅一周后，攻關團隊就在全球率先測定新冠病毒水解酶高分辨率晶體結構。在日夜奮戰46天后，他們又解析了新冠病毒核糖核酸（RNA）復制酶的單獨結構以及結合RNA和抑制劑瑞德西韋復合物的冷凍電鏡結構，闡述了核苷類藥物抗病毒的精細機制。
上海藥物所有近20年研究核苷類藥物的經驗積累，解析新冠病毒RNA復制酶單獨結構后，團隊夜以繼日地試驗、篩選，終于在100多種小分子化合物中找到幾種候選藥物。此后經改進，他們將注射劑狀的藥物改良為口服藥物。
臨床試驗表明，VV-116抗新冠病毒的活性和安全性方面比肩美國輝瑞公司新冠病毒藥物Paxlovid。VV1-16作為口服小分子抗新冠病毒藥物，還具有使用方便、可及性好等優勢，在疫情防控中發揮了重要作用。
同樣應人民急需，中國科學院深圳先進技術研究院（以下簡稱深圳先進院）參與研制的國產首臺體外膜肺氧合系統（ECMO）在破解生命健康重大難題上大顯身手。
ECMO俗稱“人工肺”，它能為急重癥心肺功能衰竭患者提供體外呼吸與循環。2020年新冠疫情暴發后，因ECMO數量嚴重不足，一時間全國多地醫院的ECMO被緊急調運至武漢。
長期以來，ECMO設備的設計、研發、制造和核心原材料均被歐美國家壟斷。由于進口設備及耗材昂貴，業內有“ECMO一響，黃金萬兩”的說法。
深圳先進院攻關團隊針對ECMO核心材料開展專項研究，開發出具有自主知識產權的高性能中空纖維膜制造裝備、紡絲工藝以及涂層改性技術，在核心部件系統流體環境設計、磁懸浮血泵、血氧傳感器、抗凝涂層、纖維膜材料上實現了自主制備。
2023年1月6日，國產ECMO設備成功上市，國外醫療設備隨之大幅降價。這極大推動了ECMO產品在基層醫院的普及。
2 整合資源 發揮優勢
集中力量辦好“大事”
“以重大科技任務為牽引，發揮體系化、建制化優勢，開展有組織科研攻關，奮力搶占科技制高點。”談及聚焦主責主業，圍繞重點方向前瞻布局，深圳先進院副院長劉陳立介紹道，“深圳先進院立足人才高地優勢，加強重點實驗室、重大科技基礎設施、國家級產業創新中心等平臺建設，持續增強科技創新支撐能力，打通從基礎研究到產業應用的科技產業鏈條，不斷提升科技創新效能與效益。”
今年8月15日，5T人體全身磁共振成像系統在深圳龍華區中心醫院啟用。這是深圳首臺、華南地區第二臺落地使用的國產前沿醫學影像設備，為臨床帶來更全面的細節顯示以及更加精準的定量分析。
長期以來，高端磁共振設備，甚至配件和耗材都高度依賴進口，采購、維護困難等問題讓醫療成本居高不下。然而，高端磁共振設備屬于醫學、工程、電子、材料等多學科交叉的精密儀器，研發投入高、難度大、周期長，需要產學研緊密合作。
2010年以來，深圳先進院與聯影醫療公司聯合啟動3T磁共振系統研發項目，開啟了科研“國家隊”與行業龍頭10余年的并肩作戰“模式”。
短短幾年里，聯合團隊攻克了快速成像軟件、電子學、譜儀、射頻功放、射頻發射接收線圈、梯度功放與梯度線圈、大孔徑磁體等關鍵核心技術，實現3T磁共振系統全部核心部件自主研制。
深圳先進院和聯影醫療等共同完成的“高場磁共振醫學影像設備自主研制與產業化”項目獲國家科技進步獎一等獎。2022年8月，雙方合作的另一項成果——全球首款5T人體全身磁共振成像系統獲國家醫療器械注冊審批，填補了國際上人體全身超高場磁共振成像設備的空白。
“作為科研‘國家隊’，中國科學院在面向人民生命健康方面有很多前瞻布局。”劉陳立說，“深圳先進院在醫學影像與科學儀器、定量合成生物學、腦機接口與智能系統、腦解析與靈長類模型、智能醫藥與健康數據等方面蓄勢發力，推動健康中國建設駛入‘快車道’。”
3 夯實基礎 瞄準前沿
奮力搶占科技制高點
前不久，中國科學院近代物理研究所（以下簡稱近代物理所）傳來消息，由蘭州泰基離子技術有限公司生產制造的第四套醫用重離子加速器獲國家藥品監督管理局注冊。這意味著又一有望消滅癌癥的“國之重器”落地啟用。
實際上，我國在重離子領域的研究積累長達60余年。將重離子基礎研究成果轉化應用，凝結了科研和工程技術人員近30年的心血和汗水。
從“一五”期間近代物理所建設1.5米回旋加速器，夯實核物理研究基礎，到1988年與100多家企事業單位合作，聯調成功我國首臺大型重離子研究裝置，再到“九五”期間研制出蘭州重離子加速器冷卻儲存環，依托歷代大科學工程和裝置，我國重離子研究呈現良好發展局面。
從1993年起，科研人員又將目光投向重離子治療癌癥領域。經過長達30年的科研攻關，終于將這一大科學裝置轉化為“治癌利器”。
2020年3月，我國首臺具備自主知識產權的碳離子治療系統在甘肅武威開啟臨床應用，至今已完成1500余例病患治療。目前，醫用重離子加速器已在杭州、武漢、南京、長春等地建設，這對提高人民健康水平、建設健康中國具有重大意義。
“醫用重離子加速器投入臨床，走出了一條從基礎研究到技術研發再到產品示范，最終實現產業化推廣的全鏈條自主創新之路。”近代物理所副所長楊建成說，“這實現了高端大型放療設備自立自強，使我國站在了腫瘤放療技術的‘制高點’。”
面向人民生命健康，提高民生科技供給質量和水平，中國科學院做的遠不止這些。為保障城鄉居民喝上“放心水”，中國科學院生態環境研究中心歷時20多年，系統破解了從源頭到龍頭、從城市到農村、從監測到管控的一系列技術難題。相關研究成果已服務7.2億人口。
今天，中國科學院已將“面向人民生命健康”寫入辦院方針，正以“創新科技、服務國家、造福人民”的初心使命，在生命健康、人口老齡化、重大災害事故風險防控、綠色可持續發展等領域提供系統化的科技解決方案，更好地滿足人民日益增長的美好生活需要。