学系简介
生物医学工程学是综合应用生命科学与工程科学的原理和方法,在集成材料学、化学、物理学、数学和计算科学等多学科知识的基础上,从工程学角度在分子、细胞、组织、器官乃至整个人体系统多层次认识人体的结构、功能和其他生命现象,研究用于疾病诊断和治疗、人体功能康复以及卫生保健的生物医用材料、医药制剂、医学器件、装置与设备等技术的学科。
北京协和医学院基础学院生物医学工程系是我国生物医学工程学科的发祥地,其前身是1978年由中国医学科学院时任院长黄家驷教授发起并建立的生物医学工程研究室。学系于1996年获得教育部博士学位授权点资格,并设有博士后科研流动站。
建系以来学系始终坚持多学科交叉和与临床医学应用紧密结合的发展理念,上世纪八、九十年代在国家科技部科技攻关项目、国家自然基金重点项目、及卫生部和民政部等部委项目的支持下,开展了人工心脏和心血管系统介入医疗器件、连续腹膜透析装置、大输液用包装袋多层复合膜材料、阻抗检测、人工耳蜗等技术的研发。2000年以来,增加了纳米生物医学技术和生物医学数据库建设等学科方向。2010年以来,通过整合资源和引进人才,聚焦于三个方向的建设,包括(1)生物材料与纳米医学技术:开展基于生物材料的药物递送系统、组织工程与再生医学、检测与诊断技术、及纳米技术标准化等研究;(2)计算生物学和生物医学信息:开展计算生物学和系统生物学研究、生物医学大数据深度挖掘以及生物分子网络模建;(3)医学图像与人工智能辅助诊断:研发适应现代医学影像大数据特点的计算机视觉、机器学习、人工智能图像识别方法和应用技术。
近年来学系人员承担的科研项目包括国家重点研发专项(项目负责人)、国家重大科学研究纳米计划项目(973)(课题负责人)、科技部重大国际合作项目(科研骨干)、以及国家自然科学基金重大项目(面上)、重点项目及面上和青年项目、北京市自然科学基金等。2016年以来蒋太交和许海燕教授作为首席专家分别获得中国医学科学院医学与健康科技创新工程重大协同创新项目和协同创新团队项目1项;此外,学系所有教职人员均在多个创新团队项目中获得了岗位支持。
学系历任主任包括杨子彬教授(1978-1990)、余珏教授(1990-1995)、张正国教授(1995-2009),现任主任为许海燕教授。目前在职职工12人,包括正高级职称4人、副高级职称4人、中级职称3人、初级职称1人;其中博士生导师3人、硕士生导师3人。学系正在积极引进各方面人才,建设具有优良创新能力和研究特色的科教团队。
在教学和研究生培养方面,建立了面向博士和硕士研究生等高层次人才培养为主体的科研与教学体系。自1988年以来一直为八年制临床医学专业本科生开设《生物医学工程学》课程;近年来新开设了研究生课程《生物医学工程概论》和《纳米医学概论》;同时,对《应用生物信息学》、《电子技术在生物医学中的应用》、《生理学物理分析》和《计算机应用基础》四门课程内容进行了凝练和更新。此外学系还曾多年承担继续教育学院的《医学物理》课程。
学系每年招收的研究生来自全国不同高校,本科专业背景涉及生命科学、材料学、化学、药学、基础或临床医学等相关专业。学系全力为研究生提供优良的研究条件和交流平台,使各类不同专业背景的学生能够充分发挥其学术研究潜力。研究生多人次先后获得国家奖学金、共青团中央光华奖学金、院校一等奖学金、以及北京协和医学院优秀毕业生称号,在专业领域高影响力学术杂志发表研究论文。毕业生就业单位包括高等学校、科研院所、各部委所属事业单位、国际知名医药公司、以及美国和香港地区等大学的博士后等。
历届主任及学科带头人
杨子彬,中国医学科学院基础医学研究所教授、博士生导师,1978-1990年任基础医学研究所生物医学工程系主任。1952年毕业于白求恩医科大学(原第三军医大学)医学系,1962年毕业于北京邮电学院函大无线电系。1953-1977年在中国协和医科大学北京协和医院历任内科、外科、住院医师、主治医师,理疗科主任。1978年进入中国医学科学院基础医学研究所,曾任研究所副所长。1981-1982 年在Texas Heart Institute做访问学者。
杨子彬教授是中国生物医学工程学会的创始人和学术带头人之一;在国际上曾任国际生物医学工程联合会执委及亚太地区工作委员会委员、第二届亚太地区生物医学工程学术大会主席、国际生物医学工程联合会(IFMBE)执行局常务委员。2002年被授予国际生物医学工程科学院(International Academy of Medical and Biological Engineering, IAMBE)Fellow称号,并当选为该院执行局常委。曾任中国生物医学工程学会副理事长兼秘书长、国家医疗器械专家委员会副主任、国家发明奖和科技进步奖评审委员会委员、北京市人民政府科技顾问。曾担任中国生物医学工程学报(英文版)副主编、国家自然基金生命科学部专家咨询委员、中国医师协会学术委员会委员、中国科学技术协会第四届和第五届全委会委员等社会职务。
杨子彬教授在美国做访问学者期间从事人工心脏研究,参与了D. J. Cooley全人工心脏植入人体的手术研究工作,被授予Dr. Cooley奖。回国后在我国开创了人工心脏、主动脉内气囊反搏(IABP)技术、肾功能衰竭尿毒症CCPD系统的研究;先后承担国家“七五”、“八五”、“九五”攻关以及国家自然基金重点项目,开展介入性诊疗器械用血液相容性生物材料和大输液包装袋用多层复合膜的研制工作。发表科学论文100余篇,编著、合著生物医学工程相关专著五本,曾获卫生部全国科技大会奖、天津市科技成果奖和医科院科技成果奖,取得五项国家发明专利。
陈仁塙,中国医学科学院基础医学研究所副研究员。1945年毕业于北平燕京大学经济系,曾任中国医学科学院基础医学研究所生物医学工程室副主任(主持工作);中国医学科学院第一届学术委员会委员及基础医学研究所第二届学术委员会委员;中国电子学会生物医学电子分会委员;《电子学报》编委;中国生物医学工程学会第一届副秘书长;《中国生物医学工程学报》第一届主编(创刊人);深圳市生物医学工程学会顾问;《中国医学科学院年鉴》编委;《医学大百科全书》生物医学工程第一章的撰稿人。
曾带领团队研制了国内临床急需的电子仪器,包括:X-线外照射剂量标准测量仪、盖革计数定标仪、闪烁扫描器(国内自制第一台)、闪烁计数器和计数率仪。1957 年协同协和医院放射科创办“同位素治疗室”。1958年于北京、天津、上海、广州开办“同位素培训班”,负责“放射性同位素物理”、“核仪器”、“射线探测”等课程教学和实验,为国内各医院建立同位素治疗奠定了基础。1961年调中国医学科学院仪器研究所任第三室主任,主要科研成果包括:放射肾图仪(定型为SF-121型,图纸无偿交有关工厂生产400余台)、γ谱仪(对Cs137能量分辨率达70%;全身闪烁扫描器(图纸无偿交有关工厂投产,定型为SX-1和MS-3X型,生产约400余台)、中能高分辨准直器(为上海医疗器械研究所FTS-203型彩色扫描器中配套使用)、功能测定仪用准直器(为北京医疗仪器厂BYF-15型动态功能测定仪配套使用)。
1978年调入中国医学科学院基础医学研究所生物医学工程研究室,任副主任,主持人工耳蜗研究。1981年研制成功“人工单导感应式电子耳蜗”,在临床多例手术中获得成功,获卫生部科研甲级一等奖,发明专利获国家专利局授权。1983 年研制成功“人工多导感应式环型及球型电子耳蜗”, 在刺激信号方面研究试行几种不同语言编码,应用于临床取得了较好成果,获卫生部科研乙级成果奖。
余珏,中国医学科学院基础医学研究所教授,1991-1995年任生物医学工程系主任。1962年毕业于莫斯科动力学院。1963-1980年在上海交通大学电机系和应用化学系工作,历任助教、讲师、副教授。1981-1983年被聘为中国科学院化学研究所访问合作教授。1984-1999年在中国医学科学院基础医学院生物医学工程学系工作,历任副教授、教授。曾任中国生物医学工程学会理事、中国生物电磁学专业委员会副主任委员、北京生物医学工程学会理事。
余珏教授在上海交通大学工作期间从事电工材料和电气绝缘的教学与研究。1984年加入中国医学科学院基础医学研究所后,从事医学物理和生物电性的教学与科研工作。研究成果东莨菪碱经皮缓释止晕贴片得到国家药监局的生产许可证书,技术成果被转让给专业药厂,获交通部科技进步二等奖和医科院科研三等奖。有关红细胞介电、人胎儿器官组织介电的研究成果发表了系列论文,其中两篇论文发表在美国“生物电磁学”期刊上;一篇关于人脑胶质瘤和周围组织介电的论文发表在英国“国际高温杂志”上。“生物细胞和组织的介电性能研究”的成果于1995年获得卫生部科技进步二等奖。承担卫生部科研项目研制的 “生物电阻抗人体体液测定仪”样机分别在协和医院和友谊医院的血液透析中心进行了临床试验应用,实现了在人体表面无创测定体内细胞外液含量的功能,在一定程度上反映循环系统的功能和新陈代谢的能力,对于了解人体的生理和临床状态,实现对水肿的定量检测、对循环系统疾病进行辅助诊断有重要意义。此外,带领课题组开展了用克尔电光效应技术研究DNA 微观力学性质的研究。余珏教授还承担协和医科大学八年制医学本科生和研究生的教学工作,所编写的教材《医用电子学》和《生理学的物理分析》被评为优秀教材。
林金森,中国医学科学院基础医学研究所研究员、博士生导师;1979-2000年任生物医学工程学系(室)党支部书记。从事听神经电刺激装置的研制和人工耳蜗研究、耳声发射检测设备与方法及耳声发射机理研究。插座式人工耳蜗的研究于1983年获卫生部二等甲级科研成果奖(集体奖);单导感应式人工耳蜗研究于1985年获卫生部乙级科研成果奖(集体奖);非植入式人工耳蜗的研究于1987年获民政部科技进步二等奖,并获民政系统科技进步重大贡献奖。单导感应式人工耳蜗是基础所获得的第一个发明专利,非植入式人工耳蜗技术则是基础所实施的第一次技术转让。此外,林金森教授还领导了双通道语训设备、调频语训设备和可视语训设备等听力康复设备的研制,主持了听力语言康复教材的编写,主持起草了无线传输聋儿语训设备技术规范国家标准。
张正国,中国医学科学院基础医学研究所研究员、博士生导师。1996-2009年任生物医学工程系主任。1985年毕业于中国协和医科大学生物医学工程系,获医学硕士学位。1989-1990年在美国加州大学旧金山分校医学院作博士后,1995-1996年在美国爱荷华大学医学院作高级访问学者。承担课题包括科技部重点项目“中国生物医学数据库-数据库建设子课题”和“中国人生理常数数据库-数据库建设子课题”、中华医学基金项目“建立协和医大知识发现中心”、国家自然科学基金项目“家兔心室纤颤和心电混沌进程的关系”等。2005年被评为院校优秀教师。曾担任中国生物医学工程学会常务副秘书长、教育部生物医学工程专业教学指导委员会委员。
许海燕,中国医学科学院基础医学研究所研究员、博士生导师。2006年起任中国医学科学院纳米生物医学联合研究中心主任;2009年任生物医学工程系副主任(主持工作),2011年任学系主任。本科和研究生均毕业于中国科学技术大学应用化学系,1985年获理学学士学位,1988年获理学硕士学位。1994年获JICA项目资助赴日本大阪市工业技术研究所有机学部进修;1999-2000年受CMB项目和匹兹堡大学资助,在美国匹兹堡大学医学院McGowan再生医学研究院 William R. Wagner教授实验室进行血管内皮损伤表面的抗凝血研究(Visiting Research Associate Professor)。
从事生物材料和纳米医学研究,主要包括:(1)利用纳米材料物理学性质构建生物材料支架,调控创伤免疫微环境和引导组织再生;(2)基于纳米技术的抗肿瘤药物研发,包括白血病耐药相关蛋白的拮抗多肽筛选及分子机制、天然药物新剂型、纳米免疫佐剂等;(3)纳米材料毒理学及纳米技术标准化。目前担任国家重点研发专项“铁基纳米材料类酶效应与急性髓系白血病诊疗技术”的项目负责人、中国医学科学院医学与健康科技创新工程“纳米医学在血液系统恶性肿瘤方面的应用”团队项目首席专家、以及国家自然科学基金项目负责人。曾担任国家重大科学研究计划纳米专项“生物医学纳米材料对细胞作用研究”和“生物医学纳米材料对血细胞作用的研究”项目的课题负责人和项目首席科学家助理;并先后主持完成了多项国家自然科学基金项目和北京自然科学基金项目。在教学方面,担任北京协和医学院八年制临床医学专业《生物医学工程》和研究生院《纳米医学概论》两门课程的负责人,同时承担研究生《生理学的物理分析》、《生物医学工程概论》和《心血管生理学:基础与临床》的部分授课任务。
研究成果发表在Small、Biomaterials、Journal of Controlled Release、Nanoscale、Theranostics、ACS Applied Materials & Interfaces、Nanotoxicology、Particle & Fiber Toxicology等纳米技术、生物材料、药剂学、毒理学等领域高影响力学术期刊;申请/授权多项发明专利。主持制定多项纳米技术相关国家标准。主编出版《纳米生物技术》、《纳米生物医药载体》、《纳米材料对细胞作用》及《Nanotechnology in Regenerative Medicine and Drug Delivery Therapy》。
目前担任中国生物医学工程学会和中国生物物理学会理事、全国纳米技术标准化委员会委员和“健康、安全和环境工作组” 秘书长、中国微米纳米技术学会纳米科学技术分会常务理事、北京生物医学工程学会理事。担任《中国生物医学工程学报》、《北京生物医学工程》和《国际生物医学工程杂志》的编辑委员会委员。
蒋太交,中国医学科学院基础医学研究所研究员(长聘教授)、博士生导师、中国医学科学院生物医学大数据中心主任、苏州系统医学研究所共同创始人和所长助理、中国科学院"百人计划"和国家杰出青年基金获得者。
1999年在中国科学院上海生物化学研究所获得生物化学与分子生物学博士学位;2002年在美国耶鲁大学计算机系获计算机科学硕士学位;1999-2002年在耶鲁大学生物学系从事博士后研究工作; 2003-2004年在麻省理工学院生物学系从事博士后研究工作; 2004年回国担任中国科学院生物物理研究所研究员,获得中科院“百人计划”择优支持;2015年7月被聘为中国医学科学院 & 北京协和医学院“协和学者”特聘教授、中国医学科学院基础医学研究所和苏州系统医学研究所研究员、第三届中国人类遗传资源管理专家组成员。
研究方向为计算生物学和系统医学研究,主要包括:发展蛋白质结构预测、基因共进化分析、生物医学大数据深度挖掘以及生物分子网络模建等新技术新方法;结合高通量实验手段,探究包括传染病在内的复杂疾病的分子机理;运用系统生物学方法,对疾病进行精细分型和预测预警。担任中国医学科学院医学与健康科技创新工程重大协同创新项目首席专家。相关研究成果发表在Cell Host & Microbe、Nature Communications、Genome Research、PLoS Computational Biology、Bioinformatics等国际权威杂志上,申请/授权专利多项。
学术兼职包括中国生物物理学会常务理事和生物信息专业委员会主任委员、中国细胞生物学学会功能基因组信息学与系统生物学分会委员、《生命科学研究》编委、中国中医药信息研究会中医诊断信息分会副会长、第三届中国人类遗传资源管理专家组成员。
教学工作
一、学系承担的主要课程及建设情况
学系包括科研和教学岗位的全体人员均承担教学任务。学系承担北京协和医学院八年制临床医学专业本科生《生物医学工程》课程的授课任务。任课教师均采用国外原版教材备课,结合临床应用现状,从中提炼出适合临床医学专业学生学习的内容。近年新开设了研究生课程《生物医学工程概论》,以此为主线,将研究生《纳米医学概论》、《生物医学信息学》、《生理学物理分析》、《电子技术在生物医学中的应用》和《计算机应用基础》等课程串联起来,形成了较为完整的研究生课程框架。与此同时,组织教师编写了50万字的《生物医学工程学》本科生教材,获得中国科学出版集团的出版立项并签署了2020年出版合同。此外,出版了《Nanotechnology in Regenerative Medicine and Drug Delivery Therapy》(Springer Nature出版社,ISBN 978-981-15-5385-1),作为研究生参考教材。此外,还建立了基于开源框架的Moodle教学平台,为多种方式教学提供支撑。在新冠疫情爆发期间,该平台为协和八年制、4+4临床医学试点班和研究生课程的师生交流和课程管理提供了便捷条件,总用户超过700名师生。
聘请多名海外知名教授来华授课及在学系做学术报告,如:Yasuhiko Tabata教授(日本京都大学,生物材料与再生医学)、David Grainger教授(美国犹他大学,生物材料、药学、医疗器件)、William R. Wagner 教授(美国匹兹堡大学,生物材料)、Ching Tung教授(美国康奈尔大学医学院,分子影像)、Yoon Yoe教授 (普渡大学,工业制药)、Hsin-Cheng Chiu教授(中国台湾国立清华大学,纳米医学)、汪正明教授(新加坡国立大学,纳米材料与食品安全)、沈定刚教授(北卡莱罗那大学,放射学和生物医学成像)等。
着力培养学生的创新和创业能力,培养临床科研结合的高端医学人员。近年来接受了来自协和八年制临床医学专业的10余名学生,获得3项双导师项目和1项大创项目。支持多名优秀研究生参加领域内顶级或高水准国际会议的学术交流(如国际医学图像计算和计算机辅助干预领域顶级会议MICCAI、美国癌症协会年会AACR、国际组织工程和再生医学会议TERMIS、中国国际纳米科学技术大会ChinaNano、中日纳米医学研讨会等)。组织本科生和研究生参加北京生物医学工程学会“新星杯”学术论文演讲比赛,多次获得个人和团体一等奖。研究生中多人次获国家奖学金和一等奖学金、共青团中央光华奖学金、北京协和医学院优秀毕业生、北京协和医学院优秀博士论文等奖励。
研究生就业率一直保持100%,就业单位包括国内著名大学和研究机构(清华大学、国家纳米科学中心、复旦大学、首都医科大学等)、三甲医院(医科院肿瘤医院、阜外医院、北京大学附属第一医院、北京大学口腔医院、回龙观医院)、国家科技管理与审评机构(如CFDA审评中心、中国工程院)、及国家重点行业和领域的知名生物医药和高端医疗影像设备和医疗器械企业等(如上海联影、国药集团、乐普医疗器械、中国国际贸易促进委员会专利商标事务所等)。
二、学系教学岗人员介绍
彭屹,研究员,硕士生导师
1985年毕业于浙江大学生物医学工程专业,获学士学位;1990年毕业于中国协和医科大学生物医学工程专业,获硕士学位。曾赴美国伦塞雷尔工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)生物医学工程系作访问学者。曾担任教育部生物医学工程专业教学指导委员会委员、中国仪器仪表学会医学仪器分会理事。现任中国生物医学工程学会理事、常务副秘书长。研究方向为生物医学信号处理与分析、心脏电生理建模与仿真。曾主持和完成国家自然科学基金和北京市自然科学基金项目,并参与国家科技支撑计划等项目的研究工作。目前参与中国医学科学院医学与健康科技创新工程协同创新团队项目。研究论文发表于IEEE Transaction on Biomedical Engineering和Medical & Biological Engineering & Computing等专业领域知名期刊。担任北京协和医学院研究生院《生理学的物理分析》和《电子技术在生物医学中的应用》课程负责人,同时承担协和医大八年制临床医学专业《生物医学工程》和研究生《计算机应用基础》的部分教学任务。
杨啸林,副教授,硕士生导师
1996年毕业于首都医科大学临床医学专业,获得学士学位;2004年毕业于中国协和医科大学,获博士学位;同年加入基础医学研究所生物医学工程系工作。研究领域为生物医学信息学,关注于生物医学数据的标准化管理,并在此基础上利用人工智能的方法进行生物医学数据挖掘。担任国家人口健康科学数据中心(基础医学)常务负责工作。与美国斯坦福大学国家生物医学本体中心等机构合作,参与国际本体数据服务联盟(https://ontoportal.org/)资源和服务建设工作。
研究方向包括(1) 生物医学本体(ontology)开发管理与应用研究,参与了一系列符合OBO准则的本体开发,并建立了MedPortal本体资源库(http://medportal.bmicc.cn),为利用自然语言处理等方法进行本体应用研究与开发。(2) 本体与数据元素标准化支持的生物医学数据分析:利用人工智能等多种方法和手段,以本体为核心进行基因型-表型数据关系研究。(3) 标准化的生物医学数据资源建设:围绕国家人口健康科学数据中心(基础医学)项目开展生物医学领域的科学数据的管理与建设。
作为骨干成员参与“国家人口与健康科学数据共享服务平台基础医学科学数据中心”(http://www.bmicc.cn)的建设和管理,是一系列有影响的数据库——“国民体质与健康数据库”、“中国人心理状况数据库”、“中国数字化可视人体数据库”和“MedPortal生物医学本体数据库”的主要建设人员。与此同时,作为骨干人员参与科技部精准医学研究项目“中国重大疾病与罕见病临床与生命组学数据库”、国际合作项目“蛋白质组生物大数据与标准系统”、 国家科技部科技基础性工作专项“中国人生理常数数据库扩大人群调查”和“中国国民健康状况和基本生理参数本底调查(2期)”等项目。曾主持国家自然科学基金面上项目,目前负责医科院创新工程人工智能先导项目,作为科研骨干参与科技部国际合作交流项目、国家重点研发计划。目前参与中国医学科学院医学与健康科技创新工程协同创新团队项目。
学术兼职包括国际生物医学本体组织OBO FOUNDRY工作委员会成员、国际计算生物学会(ISCB)生物本体工作组成员、《Journal of Bio-X Research》杂志编委、以及《中国生物医学工程学报》和《生物信息学》杂志审稿专家。
在教学方面,担任北京协和医学院研究生院《应用生物信息学》和《计算机应用基础》课程负责人;同时,承担医大八年制临床医学专业本科课程《生物医学工程》和研究生课程《生理学的物理分析》的部分教学任务。主持两项院校教学改革项目“应用生物信息学课程在线学习管理系统建设”和“重点课程建设——应用生物信息学”;并建设信息学类课程教学网站http://moodle.sbm.pumc.edu.cn/ 。
代表性研究论文:
1; Zhigang Wang, YongQun He, Jing Huang, XiaoLin Yang*. Integrative web-based analysis of omics data for study of drugs against SARS-CoV-2. Scientific reports, 2021, 11:10763
2. Hongjie Pan, Xiaocui Bian,Sheng Yang,Yongqun He, Xiaolin Yang*, Yuqin Liu*. The cell line ontology-based representation, integration and analysis of cell lines used in China. BMC Bioinformatics 2019, 20(S5):249-258
3. Xiaoyi Tian, Di Chen, RanZhang, Jun Zhou,Xiaozhong Peng, Xiaolin Yang*, Xiuru Zhang*, Zhi Zheng*. Quantitative survey of multiple CpGs from5genes identifies CpG methylation panel discriminating between high- andlow-gradecervical intraepithelial neoplasia. Clinical Epigenetics, 2015, 7(1):4
4. Yongqun He*, Hong Yu, EdisonOng, YangWang, Yingtong Liu, Anthony Huffman, Hsin-Hui Huang, John Beverley,Junguk Hur, Xiaolin Yang, Luonan Chen, Gilbert S Omenn, Brian Athey,BarrySmith. CIDO, a community-based ontology for coronavirus disease knowledgeanddata integration, sharing, and analysis. Scientific Data 2020, 7(1)
5. Hongjie Pan, Yan Zhu, ShengYang, ZhigangWang, Wei Zhou, Yongqun He, Xiaolin Yang∗ Biomedical ontologies and their development, management, and applications in and beyond China. Journal of Bio-X Research 2019, 2(4):1
6. Zhigang Wang, Wei Liu, ChongChen, Xiaolin Yang, Yunping Luo,Bailin Zhang,Low mutation and neoantigen burden and fewer effector tumorinfiltrating lymphocytes correlate with breast cancer metastasization to lymphnodes,Scientific Reports 2019, 9: 253
7. Xiaolin Yang*, Zhe Wang, HongjiePan, Yan Zhu, Ontology: Footstone for Strong Artificial Intelligence, Chinese Medical Sciences Journal 2019, 34(4):277-280
8.郭靖文, 杨晟,史涪仁, 邵晨, 张璐璐, 王恒*, 杨啸林*.MedPortal: 面向精准医学的生物医学本体资源存储和应用平台. 中国生物医学工程学报, 2017; 36(5): 557-564.
9.张璐璐, 杨晟,史涪仁, 潘虹洁, 王志刚, 杨啸林*. 本体支持的生物医学领域元数据异质性与可兼容性研究. 中国生物医学工程学报, 2019; 38(3): 324-331
10.许三岗, 庄永龙, 郝志勇, 单广良, 杨啸林*, 王恒*. 致病疟原虫分子功能注释二级数据库的构建. 中国生物医学工程学报,2012; 31(6): 882-888
王志刚,讲师
2005年毕业于东南大学临床医学系临床检验专业,获学士学位;2008年毕业于中国协和医科大学生物医学工程专业,获硕士学位。主要从事生物信息学方向的教学和科研工作。曾主持完成北京协和医学院协和青年基金“网络模块算法预测乳腺癌中的转录调控关系”和国家人口与健康科学数据共享平台专项课题“转录组测序大数据可视化策略研究”的研究任务。目前承担北京协和医学院研究生院《应用生物信息学》和《计算机应用基础》课程的部分教学任务。在网络化教学建设方面,使用自主开发的组学大数据挖掘分析平台讲授生物信息学相关算法和数据可视化策略。申请软件著作权一项。
三、特色教学工作
1. 组织临床医学专业的本科生参加北京新星杯学生学术论文演讲比赛
为了进一步提高学生对生物医学工程学科的认识以及学习的主动性,近年来学系组织临床医学专业的本科生参加了北京新星杯学生学术论文演讲比赛。此项活动由北京生物医学工程学会主办,来自北京大学、清华大学、北京航空航天大学、北京协和医学院、北京交通大学、北京理工大学、首都医科大学、中国中医科学院、中科院力学所等9个单位的本科生和研究生参加比赛,旨在促进北京市各大高校生物医学工程专业及相关领域科技工作者和学生之间的学术交流,加强青年科技人才队伍建设,为生物医学工程专业的研究与发展、为青年科技工作者和学生成长成才搭建一个相互交流、相互促进、共同提高的平台。
北京协和医学院临床医学专业本科生从第三届开始参加比赛并取得优异成绩,2010级刘子源(演讲题目:决策树在临床中的应用)、2011级孙思进(演讲题目:基因工程改造T细胞—肿瘤免疫治疗新方法)和2012级张震(演讲题目:人工智能助力医疗健康产业)分别获得第三届、第四届和第五届本科生组比赛第一名。2017年在首届京津冀生物医学工程大会暨北京生物医学工程学会第十三届学术交流年会前,京津冀三地联合举行了首届京津冀学生演讲比赛网上展示预赛。北京协和医学院临床医学专业2014级本科生张弘哲、黄警与十余名研究生一起参加了预赛,展示了人工智能、人工眼角膜等新技术在临床中的应用。
2. 开展本科生早期接触科研活动
近年来,通过课堂宣讲以及与临床科室的科研合作,吸引了多名本科生参加实验室科研实践、科研训练,获得多项双导师项目和大创项目,激发本科生参与科研训练的兴趣,共同发表了多篇科研论文。
3. 积极参与社会科技服务项目,增加社会认知度
近年来,作为北京青少年科技后备人才基地,每年接受4-7位北京市科协推荐的中学生参加“北京市青少年科技后备人才培养计划”,指导中学生进入实验室参与科研工作,显著提高了生物医学工程学科的社会影响力。绝大多数中学生考入了985/211大学或海外知名大学,其中1人进入协和八年制,1名在北京大学就读的学生申报4+4试点班,产生了良好的社会影响。
各课题组科研工作
一、许海燕课题组
1. 课题组简介
本课题组以材料与生物系统界面相互作用为核心,聚焦纳米材料生物学效应在肿瘤诊疗中的应用基础研究、纳米结构和理化特性调控创伤微环境及引导组织再生研究、以及纳米材料毒理学评价方法与标准化技术研究。主要研究方向包括:(1)基于纳米技术的抗肿瘤药物研发,包括白血病耐药相关蛋白的拮抗多肽筛选及分子机制、天然药物新剂型、纳米免疫佐剂等;(2)药物/基因递送系统和纳米检测技术;(3)利用纳米材料物理学性质构建生物材料支架,调控创伤免疫微环境和引导组织再生;(4)纳米材料毒理学及纳米技术标准化。
2. 课题组负责人介绍
许海燕,中国医学科学院基础医学研究所研究员、博士生导师。2006年起任中国医学科学院纳米生物医学联合研究中心主任;2009年任生物医学工程系副主任(主持工作),2011年任学系主任。本科和研究生均毕业于中国科学技术大学应用化学系,1985年获理学学士学位,1988年获理学硕士学位。1994年由JICA项目资助赴日本大阪市工业技术研究所有机学部进修;1999-2000年在美国匹兹堡大学医学院McGowan Center for Artificial Organs的William R. Wagner教授实验室进行血管内皮损伤表面的抗凝血研究(Visiting Research Associate Professor)。
从事生物材料和纳米医学研究,主要包括:(1)利用纳米材料物理学性质构建生物材料支架,调控创伤免疫微环境和引导组织再生;(2)基于纳米技术的抗肿瘤药物研发,包括白血病耐药相关蛋白的拮抗多肽筛选及分子机制、天然药物新剂型、纳米免疫佐剂等;(3)纳米材料毒理学及纳米技术标准化。目前担任国家重点研发专项“铁基纳米材料类酶效应与急性髓系白血病诊疗技术”的项目负责人、中国医学科学院医学与健康科技创新工程 “纳米医学在血液系统恶性肿瘤方面的应用” 团队项目首席专家、以及国家自然科学基金项目负责人。曾担任国家重大科学研究计划纳米专项 “生物医学纳米材料对细胞作用研究”和“生物医学纳米材料对血细胞作用的研究”项目的课题负责人和项目首席科学家助理;并先后主持完成了多项国家自然科学基金项目和北京自然科学基金项目。在教学方面,担任北京协和医学院八年制临床医学专业《生物医学工程》和研究生院《纳米医学概论》两门课程的负责人,同时承担研究生《生理学的物理分析》、《生物医学工程概论》和《心血管生理学:基础与临床》的部分授课任务。
研究成果发表在Small、Biomaterials、Journal of Controlled Release、Nanoscale、Theranostics、ACS Applied Materials & Interfaces、Nanotoxicology、Particle& Fiber Toxicology等纳米技术、生物材料、药剂学、毒理学等领域高影响力学术期刊;申请/授权多项发明专利。主持制定多项纳米技术相关国家标准。主编出版《纳米生物技术》、《纳米生物医药载体》、《纳米材料对细胞作用》及《Nanotechnology in Regenerative Medicine and Drug Delivery Therapy》。
主要学术兼职包括中国生物医学工程学会和中国生物物理学会理事、全国纳米技术标准化委员会委员和“健康、安全和环境工作组” 秘书长、中国微米纳米技术学会纳米科学技术分会常务理事、北京生物医学工程学会理事。担任《中国生物医学工程学报》、《北京生物医学工程》和《国际生物医学工程杂志》的编辑委员会委员。
3. 课题组成员介绍
刘健,中国医学科学院基础医学研究所研究员、博士生导师。1996年毕业于北京理工大学化工与材料学院,获高分子材料与工程专业学士学位。2002年~2009年在日本京都大学高分子化学专业攻读硕士、博士学位,主要从事高分子修饰富勒烯衍生物在肿瘤的光动力学治疗及肿瘤诊断中的应用,以及有关再生骨组织的分子影像学的研究,获得京都大学工学博士学位。博士毕业后在日本京都大学再生医科学研究所担任博士后研究员,从事非病毒高分子载体系统的构筑及细胞基因转导干细胞的分化诱导的研究。研究方向为:药物/基因递送系统、组织工程与再生医学。主持国家自然科学基金项目,作为骨干人员参与国家重点研发计划项目和中国医学科学院医学与健康科技创新工程 “纳米医学在血液系统恶性肿瘤方面的应用” 团队项目。
担任研究生《生物医学工程概论》课程负责人,同时承担医大八年制临床医学专业《生物医学工程》和研究生《纳米医学概论》课程的部分授课任务。
主要学术兼职包括北京生物医学工程学会理事、中国生物医学工程学会纳米医学与工程分会委员、全国纳米技术标准化技术委员会纳米材料分技术委员会委员。
孟洁,中国医学科学院基础医学研究所副研究员、硕士研究生导师。2002年毕业于山东大学医学院临床医学专业,获得医学学士学位;2007年毕业于北京协和医学院生物医学工程学系,获得理学博士学位。同年进入中国医学科学院基础医学研究所生物医学工程学系工作。从事纳米材料的免疫学效应及其在抗肿瘤治疗、引导组织再生中的应用研究。2014年在CMB资助下赴美国霍华德医学院分子影像中心进修。主持国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金项目,作为骨干人员参与国家重点研发计划项目和中国医学科学院医学与健康科技创新工程 “纳米医学在血液系统恶性肿瘤方面的应用” 团队项目。
承担北京协和医学院八年制临床医学专业课程《生物医学工程》、研究生课程《生物医学工程概论》、《纳米医学》和《生理学的物理分析》的部分授课内容。
主要学术兼职包括全国专业标准化技术委员会“健康、安全与环境”工作组委员、中国生物医学工程学会青年工作委员会委员、中国毒理学会纳米毒理分会青年委员会委员。
温涛,中国医学科学院基础医学研究所助理研究员。2010年本科毕业于东南大学生物医学工程专业,2015年毕业于中国科学院大学国家纳米科学中心,获物理化学博士学位;同年进入中国医学科学院基础医学研究所生物医学工程系工作,从事纳米结构材料设计、制备及其在体外检测与诊断、分子影像方面的应用基础研究。在研究生课程《生物医学工程概论》和《纳米医学》中承担部分授课任务。
主要学术兼职包括ISO/TC229/WG3 专家委员、全国专业标准化技术委员会“健康、安全与环境”工作组秘书、中国生物医学工程学会女科技工作者委员会秘书。
许海燕课题组网页链接:http://sbm.pumc.edu.cn/article/11530
二、蒋太交课题组
1. 课题组简介
课题组主要从事计算生物学和系统医学方面的研究,研究方向主要包括如下三方面:(1)发展蛋白质结构预测、基因共进化分析以及生物分子网络模建等计算生物学新方法;(2)发展医学文本挖掘和医学影像数据处理人工智能系统;(3)运用大数据技术和系统生物学方法,寻找疾病关键分子标志物,为疾病分类、早期诊断和治疗提供线索。相关研究成果发表在Cell Host & Microbe、Nature Communications、Genome Research、PLoS Computational Biology、Bioinformatics等国际权威杂志上并申请专利多项。
2. 课题组负责人介绍
蒋太交,中国医学科学院基础医学研究所研究员/博士生导师、中国医学科学院生物医学大数据中心主任、苏州系统医学研究所共同创始人和所长助理、中国科学院"百人计划"和国家杰出青年基金获得者。
1999年在中国科学院上海生物化学研究所获得生物化学与分子生物学博士学位;2002年在美国耶鲁大学计算机系获得计算机科学硕士学位;1999-2002年在耶鲁大学生物学系从事博士后研究工作; 2003-2004年在麻省理工学院生物学系从事博士后研究工作; 2004年回国担任中国科学院生物物理研究所研究员,获得中科院“百人计划”择优支持;2015年7月被聘为中国医学科学院 & 北京协和医学院“协和学者”特聘教授、中国医学科学院基础医学研究所和苏州系统医学研究所研究员。
学术兼职包括中国生物物理学会常务理事和生物信息专业委员会主任委员、中国细胞生物学学会功能基因组信息学与系统生物学分会委员、《生命科学研究》编委、中国中医药信息研究会中医诊断信息分会副会长、第三届中国人类遗传资源管理专家组成员。
研究方向为计算生物学和系统医学研究,主要包括:发展蛋白质结构预测、基因共进化分析、生物医学大数据深度挖掘以及生物分子网络模建等新技术新方法;结合高通量实验手段,探究包括传染病在内的复杂疾病的分子机理;运用系统生物学方法,对疾病进行精细分型和预测预警。担任中国医学科学院医学与健康科技创新工程重大协同创新项目首席专家。相关研究成果发表在Cell Host & Microbe、Nature Communications、Genome Research、PLoS Computational Biology、Bioinformatics等国际权威杂志上,申请/授权专利多项。
蒋太交课题组网页链接:http://sbm.pumc.edu.cn/article/11495
三、张唯唯课题组
1. 课题组简介
课题组致力于研发适应现代医学影像大数据特点的计算机视觉、机器学习、人工智能图像识别方法和应用;提供计算机辅助建模、鉴别、诊断系统的解决方案。以脑神经医学图像为主要研究对象,结合多模态医学成像进行形态测量学的脑神经定量研究,探索脑神经图像可定量指标与脑神经疾病的关联性及其临床诊断意义。
2. 课题组负责人介绍
张唯唯,中国医学科学院基础医学研究所特聘副研究员。1997-2001年就读于东北大学信息科学与工程学院,获生物医学工程专业学士学位。2001-2002年在深圳安科高技术有限公司从事核磁共振工作。2003-2007年在英国牛津大学工程科学系攻读博士学位,研究心血管核磁共振与实时三维心脏超声多模态时序图像处理,获得博士(D.Phil)学位。博士毕业后在英国牛津大学工程科学系沃夫森医学视觉实验室担任助理研究员,从事胸腹部核磁共振和胸部数字合成图像分析工作。2010-2011年赴美国宾夕法尼亚大学放射学系生物医学图像分析分部参与脑神经发育与老化相关的图像处理与分析的博士后研究工作。2011-2015年在东芝医疗系统(中国)有限公司担任CT事业部资深科研专家,先后参与多项动态容积CT全器官灌注、超低剂量重建、及能谱成像的单中心与多中心研究项目。2015年10月作为引进人才加入中国医学科学院基础医学研究所生物医学工程系,聘为准入课题组长。
主要研究方向包括:1) 计算机脑神经解剖学,基于脑神经医学图像(如:磁共振成像、计算机断层扫描图像等),通过可计算的图像、图形表述方法,结合模式识别和计算机视觉进行形态测量学(Morphometry)定量研究 。2) 人工智能与现代医学图像辅助诊断系统,结合人工智能、机器学习、加强学习等技术,开发智慧学习型的医学图像辅助诊断系统,提高对疾病的鉴别和诊断能力,优化图像诊断工作流程,提高工作效率。3)高级临床应用,融合多模态、多信息的医学影像数据提高人疾病的诊断准确率;将影像像与3D生物打印技术相结合, 对手术前数据采集、模型构建及术后评价等提供可靠的数据支持。
作为骨干人员参与中国医学科学院医学与健康科技创新工程项目,主要研究课题包括中国健康人群高清脑图谱、基于软骨的颅面受损器官模型重建和3D打印再生软骨支架植入术的图像评价等。研究成果全文收录在包括国际医学图像计算和计算机辅助干预领域顶级会议MICCAI等学术会议出版的论文集。
承担的教学工作包括北京协和医学院临床医学八年制《生物医学工程学》和研究生《生物医学工程学概论》课程的部分授课任务。
3. 课题组成员介绍
赵成,卫生技师,2014年毕业于中南大学生物医学工程专业,获学士学位;2017年毕业于北京师范大学心理学部认知神经科学与学习国家重点实验室,获硕士学位。
张唯唯课题组网页链接:http://sbm.pumc.edu.cn/article/11499
四、张卫奇课题组
1. 课题组简介
课题组成立于2019年2月,主要研究领域为药物递送与分子影像。课题组旨在利用基础医学、生物学、药学与材料学等多学科交叉的研究手段,提高肿瘤等疾病治疗和诊断的效率。研究方向主要包括:(1)以药物-天然生物大分子相互作用为基础的纳米药物载体设计和应用。(2)多功能纳米颗粒在肿瘤成像与治疗中的应用。(3)纳米生物材料(药物载体)的细胞生物学效应。相关成果已在Biomaterials、 Journal of Controlled Release、 ACS Applied Materials & Interfaces、 Nanoscale与Chemical Communications等专业期刊发表论文27篇,申请中国专利3项。
2. 课题组负责人介绍
张卫奇,中国医学科学院基础医学研究所副研究员。2004.09-2008.07于湖南师范大学生物技术专业获学士学位。2008.09-2013.07于北京协和医学院生物医学工程专业获博士学位。2014.02-2018.12在康奈尔大学医学院放射医学系做博士后研究。2019.02加入中国医学科学院基础医学研究所&北京协和医学院基础学院,任课题组长。近年来,一直从事药物递送与分子影像研究,在恶性肿瘤治疗研究方面取得了良好的进展。主持了北京市科技新星,中国医学科学院创新工程子任务,协和青年基金,国家重点实验室自主课题等项目。迄今已在Biomaterials、Journal of Controlled Release、ACS Applied Materials & Interfaces、Nanoscale、Chemical Communications与Chemistry-A European Journal等期刊发表论文27篇,其中第一作者/通讯作者论文16篇。申请中国专利3项,参与制定中国国家标准2项。在教学工作方面,承担了研究生课程《生物医学工程概论》和《纳米医学》中部分授课任务。
3. 课题组成员介绍
邓虹,中国医学科学院基础医学研究所助理研究员。2007年江西师范大学化学学士,2012年于中国科学院化学研究所获博士学位。2012-2020年于中国科学院化学研究所任助理研究员。2020年加入中国医学科学院基础医学研究所任助理研究员。主要研究领域为肿瘤光动力治疗,迄今已在Journal of Medicinal Chemistry、Journal of Biomedical Nanotechnology和 Dyes and Pigments 等期刊发表论文10余篇,申请中国专利3项。
张卫奇课题组网页链接:http://sbm.pumc.edu.cn/article/14700