沈峰
生物医学工程学院
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《“十四五”国民健康规划》强调了从以治疗疾病为中心向以人民健康为中心的转变,提倡为公众提供全面且连续的健康服务。这一战略性的规划转变对体外诊断试剂和仪器的性能和应用场景提出了更高的标准。然而,目前我国高端体外诊断仪器领域很大程度上仍依赖进口,不仅在技术上形成“卡脖子”,而且在价格和场景适应性方面也未能充分满足国内临床诊断的实际需求。在此背景下,培养具有社会责任感、使命感,并且在原理创新和应用转化方面均展现出卓越能力的人才,对于推动中国医疗仪器行业的未来发展具有至关重要的意义。候选人在体外诊断的新方法及仪器领域具有超过20年的研究、转化和教学的经验,通过创新的教学方法和教学实践,将立德树人的理念全面融入到诊断方法和医疗仪器的原理创新、跨学科融合以及临床应用转化的全过程,致力于培养下一代医疗仪器领域的领军人才。

 

1)创新的教学理念:候选人将立德树人的教育理念与生物医学工程学科的独特性相融合,提出了NICENew frontierIntegrityCreativityEngagement)的教学理念。

候选人将该教学理念融入到所教授的本科生课程《医疗诊断前沿技术与创新应用》以及研究生课程《微流控原理、应用及实践》中,不仅获得了学生的高度评价,同时荣获了教学创新大赛(产教融合)校级一等奖(正在参加上海市比赛),上海交通大学卓越教师提名奖,上海交通大学教学创新比赛(副高组)三等奖,上海交通大学生物医学工程学院“青年教师教学竞赛”优秀奖

New Frontier 新前沿:候选人在教学过程中重视将本领域科研前沿成果及转化应用案例的融入课程中,不仅让学生可以学习到前沿知识开拓眼界,同时也可以掌握该领域的发展动向。引导学生在课程学习中通过阅读大量最新的相关文献,提高自主获取前沿知识的能力,从而为学生未来的科研或职业发展奠定坚实的基础。

Integrity 立德树人:候选人时刻铭记教书育人,立德为先;时刻铭记要培养什么样的人,为谁培养人。候选人在课堂上运用生动的科学家案例,引导学生感悟科学家精神;此外还通过医疗诊断仪器领域重大的科研成果,例如强调中国科学家在人类基因组计划的贡献,以及在防治疟疾、非典、新冠肺炎等重大疾病做出的杰出贡献,激励学生将个人的职业抱负与国家的发展需求紧密结合起来。

Creativity 创新力:培养学生的创新能力是候选人科研和教学的重点之一。候选人鼓励学生进行独立思考,同时注重培养学生对自己或他人工作的批判性思维。在教学的过程中贯穿创新的方法学,并通过丰富的体外诊断领域的创新成果及产品案例,引导学生用创新思维解决实际的临床问题,并提出新的解决方案。

Engagement 体验式教学:候选人通过与一线临床紧密合作,实现理论与实践的紧密联系。其中包括请医生进入课堂,学生走进医院,学生针对临床的实际问题提出创新的解决方案,并对方案进行工程化(例如样机搭建等),将方案运用到临床进行验证,并结合临床医生的反馈进一步优化。这种教学方式不仅提高了学生解决实际问题与综合运用知识的能力,也激发了学生对学科的兴趣与学习的主动性。

 

2)医工交叉,产学研融合,培养学生在医疗器械科技创新的综合能力。

诊断仪器的研发是一门医学与工程高度结合的应用基础学科,尤其需要培养学生通过原理和工程创新解决实际临床问题的能力。候选人在主讲《医疗诊断前沿技术与创新应用课程》的过程中,强调理论与临床的结合,不仅通过引入大量的临床案例进行分析讨论,还邀请来自上海第六人民医院、上海第九人民医院、瑞金医院、仁济医院等三甲医院的临床医生走进课堂,分享诊断仪器的最新进展和临床应用。同时,候选人还亲自带领学生深入重症科(ICU)、急诊科、感染科、肿瘤科等科室进行临床实践,观察并分析提炼临床需求。在临床实践中发现、分析问题的过程,使得教学更加具有针对性和实效性,也增强了学生对本学科的认同感,激发学生的责任感和使命感。

候选人强调学生更要具备发现问题、提出方案、解决问题以及实践转化的能力。候选人带领学生充分利用学校的学术创新中心和加工平台等资源,组建了《大学生创新工作室》,将理论知识综合运用,在检测方法学、硬件、固件及软件等多领域进行系统性的交叉融合,使创新的想法变成能够实际运用于临床的诊断设备。候选人鼓励学生将研发的仪器样机带到临床应用场景进行验证,完成原理创新到临床应用的闭环。进一步地,候选人邀请体外诊断试剂及仪器领域的企业家进入课堂,介绍如何把技术转化成为医疗诊断产品。候选人还带领学生进入迈瑞、联影,微创等医疗企业学习研发、生产及推广路径,增强学生对中国创造的自信心和自豪感。

在此教育理念下,候选人指导学生获得国际大学生创新创业大赛国赛金奖1项,国际大学生创新创业大赛上海市金奖1项,上海市银奖2项;挑战杯中国大学生创业计划竞赛国赛铜奖1项,上海市金奖1项;上海市女大学生创业竞赛一等奖;中国医疗器械创新创业大赛一等奖;全国大学生生物医学工程创新设计竞赛二等奖2项;创青春大赛上海市三等奖1项;候选人指导学生项目入选“颠覆式”创新全国总决赛。

【典型案例】本科生-盛同学

盛同学在本科选修了候选人的《医疗诊断前沿技术与创新应用》课程,并在候选人的带领下在上海交通大学附属儿童医学中心重症科(ICU)调研。在ICU,盛同学看到大量因为细菌感染导致脑膜炎、肺炎等重症的患儿,然而现有的细菌耐药性检测耗时要3天以上,无法及时提供用药指导,医生只能凭经验使用抗生素,这不仅使得病人无法得到准确及时的治疗,还会导致细菌产生耐药性,进一步导致预后不良,这使得盛同学提出了研发新型快速细菌耐药性检测仪器设备的想法。在候选人的指导下,盛同学与重症科、感染科和检验科的一线医生组成了“快速细菌耐药性检测攻坚小组”,分析临床需求并制定设计和实验方案。在候选人前期研发的微流控芯片基础上,盛同学提出了用于快速细菌耐药性检测的生物芯片,并进行检测仪器的原理设计与研发。通过近2年的研究,将耐药性检测时间从3天以上缩短到2小时以内,有望颠覆现有的抗生素使用模式。盛同学搭建实体样机进一步完善,目前已经在瑞金医院、仁济医院、儿童医学中心完成了超过500例的临床样品测试,得到了临床的一致认可和好评。盛同学的成果发表在Advanced Science, ACS Sensors和生物芯片领域顶级会议MicroTAS上,盛同学在候选人指导下获得国际大学生创新创业大赛国赛金奖。

 

3)培养学生独辟蹊径,勇于原理创新,解决“卡脖子”重大科学技术难题。

近年来CRISPR基因编辑,高通量基因测序,单分子免疫检测,单细胞分析等新技术推动体外诊断检测方法和检测仪器高速发展。尽管国内在原创技术领域取得了一定的进展,但许多新型检测试剂和高端检测仪器仍然依赖于进口。在现有的复杂国际格局下,进口设备可能涉及潜在的生物信息安全隐患。因此,候选人重视教学和科研转化实践结合,重点培养研究生的批判性思维和创新能力,为本领域培养出具有原理突破能力的杰出人才。候选人指导学生将科研目标定位于对国际民生有重大影响的科学技术难题,解决“卡脖子”难题,教育学生志存高远,敢于挑战,耐得住寂寞,经得起失败。学生们在候选人的带领下组成多个学术攻坚小组,在疾病的早期诊断,新型便携式检测仪器,新型单分子及单细胞检测方法等领域不断取得突破,相关成果在Advanced ScienceACS Nano等学术期刊发表,同时学生多次获得国家奖学金,上海市优秀毕业生等荣誉。

【典型案例】博士生-吕同学

在国家自然科学基金重大仪器项目的资助下,吕同学历经4年时间研发了基于滑动式微流控芯片和编码微球的数字蛋白检测技术。该方法的灵敏度显著优于现有国际同类技术,解决了单分子免疫领域依赖进口难题,为感染疾病、阿尔茨海默症和癌症等重大疾病的早期诊断提供了新方法。相关研究成果在ACS Nano发表,得到了国际学术界的高度认可。在建立的新方法基础上,吕同学带领小团队完成了自动化单分子免疫仪器设备的搭建,为其在临床诊断的推广使用奠定了基础。吕同学通过与仁济医院的妇科临床医生合作,针对卵巢癌难以实现早期诊断的难题,用单分子免疫芯片筛选出了新型生物标记物SPON-1,并在包含400例样本的临床队列研究中实现了显著优于传统方法学的卵巢癌早期诊断,相关研究成果在Talanta发表。吕同学在博士期间共发表论文8篇,总影响因子超过50,并在毕业后受邀前往哈佛大学美国科学院院士David Weitz教授团队从事博士后研究。吕同学表示完成博后研究后会尽快回国,进一步推动其在单分子免疫检测领域的深入研究。