第十四章面向国家重大战略需求的基础研究
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面向国家重大科技需求,引领行业科技创新前沿新时期,国家提出增强自主创新能力和建设创新型国家的战略构想,为高校科技创新提供了良好的机遇,同时也提出了严峻的挑战。
建设高等教育强国是落实科学发展观的战略选择,是建设创新型国家和人力资源强国的根本和关键所在。
在建设创新型国家的过程中,高校不仅应成为面向国家重大需求的基础研究和高技术领域原始创新的主力军,而且应在以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系建设中发挥积极的作用。
北京科技大学在参与创新型国家建设和企业技术创新体系中大大提升了自主创新能力,向建设高水平研究型大学和世界冶金、材料教育科研中心的目标迈出了坚实的一步。
面向国家重大需求,挺立科技创新潮头作为国家创新体系重要组成部分的大学,学校紧紧围绕服务国家经济社会发展的重大需求,紧紧抓住提高自主创新能力这一主线,努力把握科技发展的战略重点,着力解决制约经济社会发展的重大科技问题。
2005年~2009年,学校共获得国家级科技奖励20项,位居全国高校前列。
1/ 101.紧盯国家重大需求,明确科技创新思路国家重大需求是科技创新的原动力,高校科技创新必须紧紧抓住国家重大需求这一主线,挺立潮头,精心谋划,努力攻关。
经过半个多世纪的建设与发展,学校的办学实力和办学水平有了明显提升,社会影响力和知名度有了显著提高,各项事业取得了长足发展。
学校充分发挥学科特色、科研机构、创新团队和国际视野的综合优势,紧紧盯住国家重大需求和国际科技发展趋势,在认真分析国家重大需求与学科优势对接的基础上,提出了“盯住三项国家需求,闯出三条创新路线”的科技创新思路。
三项国家需求:钢铁新流程、新技术研发;重大工程材料结构安全服役研究;能源的高效利用和生态环境新技术研究。
三条创新路线:以材料类的重点实验室为主体,在材料先进制备技术、功能材料机理等基础研究领域取得突破,形成材料学科的创新路线;以矿业、冶金、机械类重点实验室和“211工程”建设实验室为主体,在矿冶一体化流程、钢铁企业资源综合利用等领域取得突破;以国家工程研究中心为主体,在冶金装备国产化、系列化和装备的自主创新上取得突破,形成工程化的创新路线。
科学技术部、教育部、中国科学院、国家自然科学基金委员会关于印发“十三五”国家基础研究专项规划的通知文章属性•【制定机关】科学技术部,教育部,中国科学院,国家自然科学基金委员会•【公布日期】2017.05.31•【文号】国科发基〔2017〕162号•【施行日期】2017.05.31•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】科学技术综合规定正文关于印发“十三五”国家基础研究专项规划的通知国科发基〔2017〕162号各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团科技、教育厅(委、局),国务院各有关部门科技、教育主管司(局),中科院各分院:为贯彻落实《国家创新驱动发展战略纲要》《“十三五”国家科技创新规划》,加快推动基础研究发展,科学技术部联合教育部、中国科学院、国家自然科学基金委员会共同制定了《“十三五”国家基础研究专项规划》。
现将该规划印发你们,请结合本地区、本部门实际,认真贯彻实施。
科学技术部教育部中国科学院国家自然科学基金委员会2017年5月31日“十三五”国家基础研究专项规划基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总机关。
一个国家基础科学研究的深度和广度,决定着这个国家原始创新的动力和活力。
党的十八大提出实施创新驱动发展战略,统筹部署以科技创新为核心的全面创新,主动适应科技革命和产业变革的新趋势,积极谋求掌握新一轮全球科技竞争的战略主动。
“十三五”期间,经济社会发展和国家安全各领域对源头创新的巨大需求将集中释放,迫切需要基础研究发挥战略引擎作用。
为加快建设世界科技强国、大力推动基础研究繁荣发展,按照《国家创新驱动发展战略纲要》和《“十三五”国家科技创新规划》的总体部署,特制定本专项规划。
一、形势与需求“十二五”期间,我国基础研究工作全面贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》部署,通过实施国家自然科学基金、973计划、国家重大科学研究计划等国家科技计划和知识创新工程、985工程、211工程,持续加大投入力度,全国基础研究投入年均增长保持在20%以上。
国家重点基础研究发展计划973计划国家重点基础研究发展计划(973计划)“十一五”发展纲要国科发计字〔2006〕433号国家重点基础研究发展计划(973计划)是具有明确国家目标、对国家的发展和科学技术的进步具有全局性和带动性的基础研究发展计划,旨在解决国家战略需求中的重大科学问题,以及对人类认识世界将会起到重要作用的科学前沿问题,提升我国基础研究自主创新能力,为国民经济和社会可持续发展提供科学基础,为未来高新技术的形成提供源头创新。
一、“十五”期间的部署自启动以来,973计划在农业、能源、信息、资源环境、人口与健康、材料、综合交叉和重要科学前沿领域进行了重点部署。
农业领域围绕促进农业可持续发展和提高我国未来农产品竞争力等目标中的重大科学问题,重点部署了以新品种、新品质为目标的农业动植物功能基因组与分子改良研究,提高农业资源利用效率的农作物杂种优势利用、提高光合作用效率、生物固氮以及水分养分高效利用的研究,针对我国农业生态安全面临的重大问题,在生物多样性控制病虫害、生物农药与绿色化学农药、转基因生物安全、外来生物入侵、重大动物疫病防控、西部典型森林植被对农业生态系统的影响等方面进行了统筹部署。
能源领域针对我国能源结构以煤为主、液体燃料严重缺乏、能源消耗带来严重环境污染等重大问题,部署了煤炭气化液化、多联产、燃煤污染物干法联合脱除、预防煤矿瓦斯动力灾害等方面的基础研究;油气藏勘探、开发和利用等方面重点部署了天然气、煤层气成藏机理和高效催化转化、提高石油采收率的基础研究;大规模利用发等方面面临严峻挑战的现实,重点开展了恶性肿瘤、心脑血管疾病和老年病等重大疾病发病机理研究,部署了基因治疗、器官移植、严重创伤等临床相关基础研究及生殖健康、出生缺陷的研究,在创新药物方面有针对性地安排了先导化合物发现与优化、药物靶标发现与确认和中药方剂的研究,并对前沿热点研究领域如疾病基因组、蛋白质组、干细胞、组织工程、免疫学及表观遗传学研究进行了前瞻性部署,同时针对严重传染病和中医药基础研究设立了专项。
国家中长期科技发展规划纲要(2006-2020年)目录一、序言二、指导方针、发展目标和总体部署1.指导方针2.发展目标3.总体部署三、重点领域及其优先主题1.能源(1)工业节能(2)煤的清洁高效开发利用、液化及多联产(3)复杂地质油气资源勘探开发利用(4)可再生能源低成本规模化开发利用(5)超大规模输配电和电网安全保障2.水和矿产资源(6)水资源优化配置与综合开发利用(7)综合节水(8)海水淡化(9)资源勘探增储(10)矿产资源高效开发利用(11)海洋资源高效开发利用(12)综合资源区划3.环境(13)综合治污与废弃物循环利用(14)生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建(15)海洋生态与环境保护(16)全球环境变化监测与对策4.农业(17)种质资源发掘、保存和创新与新品种定向培育(18)畜禽水产健康养殖与疫病防控(19)农产品精深加工与现代储运(20)农林生物质综合开发利用(21)农林生态安全与现代林业(22)环保型肥料、农药创制和生态农业(23)多功能农业装备与设施(24)农业精准作业与信息化(25)现代奶业5.制造业(26)基础件和通用部件(27)数字化和智能化设计制造(28)流程工业的绿色化、自动化及装备(29)可循环钢铁流程工艺与装备(30)大型海洋工程技术与装备(31)基础原材料(32)新一代信息功能材料及器件(33)军工配套关键材料及工程化6.交通运输业(34)交通运输基础设施建设与养护技术及装备(35)高速轨道交通系统(36)低能耗与新能源汽车(37)高效运输技术与装备(38)智能交通管理系统(39)交通运输安全与应急保障7.信息产业及现代服务业(40)现代服务业信息支撑技术及大型应用软件(41)下一代网络关键技术与服务(42)高效能可信计算机(43)传感器网络及智能信息处理(44)数字媒体内容平台(45)高清晰度大屏幕平板显示(46)面向核心应用的信息安全8.人口与健康(47)安全避孕节育与出生缺陷防治(48)心脑血管病、肿瘤等重大非传染疾病防治(49)城乡社区常见多发病防治(50)中医药传承与创新发展(51)先进医疗设备与生物医用材料9.城镇化与城市发展(52)城镇区域规划与动态监测(53)城市功能提升与空间节约利用(54)建筑节能与绿色建筑(55)城市生态居住环境质量保障(56)城市信息平台10.公共安全(57)国家公共安全应急信息平台(58)重大生产事故预警与救援(59)食品安全与出入境检验检疫(60)突发公共事件防范与快速处置(61)生物安全保障(62)重大自然灾害监测与防御11.国防四、重大专项五、前沿技术1.生物技术(1)靶标发现技术(2)动植物品种与药物分子设计技术(3)基因操作和蛋白质工程技术(4)基于干细胞的人体组织工程技术(5)新一代工业生物技术2.信息技术(6)智能感知技术(7)自组织网络技术(8)虚拟现实技术3.新材料技术(9)智能材料与结构技术(10)高温超导技术(11)高效能源材料技术4.先进制造技术(12)极端制造技术(13)智能服务机器人(14)重大产品和重大设施寿命预测技术5.先进能源技术(15)氢能及燃料电池技术(16)分布式供能技术(17)快中子堆技术(18)磁约束核聚变6.海洋技术(19)海洋环境立体监测技术(20)大洋海底多参数快速探测技术(21)天然气水合物开发技术(22)深海作业技术7.激光技术8.空天技术六、基础研究1.学科发展(1)基础学科(2)交叉学科和新兴学科2.科学前沿问题(1)生命过程的定量研究和系统整合(2)凝聚态物质与新效应(3)物质深层次结构和宇宙大尺度物理学规律(4)核心数学及其在交叉领域的应用(5)地球系统过程与资源、环境和灾害效应(6)新物质创造与转化的化学过程(7)脑科学与认知科学(8)科学实验与观测方法、技术和设备的创新3.面向国家重大战略需求的基础研究(1)人类健康与疾病的生物学基础(2)农业生物遗传改良和农业可持续发展中的科学问题(3)人类活动对地球系统的影响机制(4)全球变化与区域响应(5)复杂系统、灾变形成及其预测控制(6)能源可持续发展中的关键科学问题(7)材料设计与制备的新原理与新方法(8)极端环境条件下制造的科学基础(9)航空航天重大力学问题(10)支撑信息技术发展的科学基础4.重大科学研究计划(1)蛋白质研究(2)量子调控研究(3)纳米研究(4)发育与生殖研究七、科技体制改革与国家创新体系建设1.支持鼓励企业成为技术创新主体2.深化科研机构改革,建立现代科研院所制度3.推进科技管理体制改革4.全面推进中国特色国家创新体系建设八、若干重要政策和措施1.实施激励企业技术创新的财税政策2.加强对引进技术的消化、吸收和再创新3.实施促进自主创新的政府采购4.实施知识产权战略和技术标准战略5.实施促进创新创业的金融政策6.加速高新技术产业化和先进适用技术的推广7.完善军民结合、寓军于民的机制8.扩大国际和地区科技合作与交流9.提高全民族科学文化素质,营造有利于科技创新的社会环境九、科技投入与科技基础条件平台1.建立多元化、多渠道的科技投入体系2.调整和优化投入结构,提高科技经费使用效益3.加强科技基础条件平台建设4.建立科技基础条件平台的共享机制十、人才队伍建设1.加快培养造就一批具有世界前沿水平的高级专家2.充分发挥教育在创新人才培养中的重要作用3.支持企业培养和吸引科技人才4.加大吸引留学和海外高层次人才工作力度5.构建有利于创新人才成长的文化环境党的十六大从全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化建设的全局出发,要求制定国家科学和技术长远发展规划,国务院据此制定本纲要。
面向国家重大需求,明确科技创新主攻方向和突破口要遵循创新区域高度集聚的规律,形成几个具有创新示范和带动作用的区域性创新平台。
建设区域创新高地,要聚焦国家重大区域发展战略,加快打造一批具有强大的科技创新策源功能、高端产业引领功能和示范带动效应的区域创新高地,辐射带动全国创新发展。
要深化供给侧结构性改革,充分发挥我国超大规模市场优势和内需潜力,构建国内国际双循环相互促进的新发展格局。
着力打通生产、分配、流通、消费各个环节,逐步形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,培育新形势下我国参与国际合作和竞争新优势。
一、面向国家重大需求,明确科技创新主攻方向和突破口面向国家重大需求的战略高技术研究,是从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全的关键。
当前,国家对战略科技支撑的需求比以往任何时期都更加迫切,必须围绕国家重大战略需求,着力攻破关键核心技术,抢占事关长远和全局的科技战略制高点。
从发展趋势看,战略高技术的制高点向深空、深海、深地、深蓝拓进,不断开辟人类认识世界、利用资源的新疆域,太空、深远海、互联网络等已经成为战略必争之地。
比如,空间站、载人航天器等战略高技术快速发展,互联网技术广泛向金融、工业、交通、电力等行业渗透。
要聚焦在信息、生物、新材料、空天、制造、新能源等方向,部署战略高技术研究。
在信息领域,重点开发新一代人工智能、集成电路、先进计算、移动通信、区块链、基础软件等技术。
在生物领域,重点推动分子育种与全基因组选择、基因编辑、合成生物学、精准医学、生物数据开发与共享等技术。
在新材料领域,重点推动材料基因工程、材料素化、结构与复合材料、功能与智能材料、电子材料等技术开发。
在空天领域,重点推动空间飞行器在轨服务、先进宇航动力、空间物资利用及制造、空间智能控制等技术。
在先进制造领域,重点推动高性能制造、智能工厂、激光制造、增材制造、半导体制造等技术研发。
在新能源领域,重点推动先进核能、先进储能、氢能与燃料电池、新型风光发电、非常规电能传输等技术突破。
1、( B )成为科技创新的第一要素A、知识资源B、人力资源C、资本资源D、经济资源2、新中国成立以来,中国科技发展经历了( C )A、二次B、三次C、四次D、五次3、新中国第一颗原子弹爆炸成功( D )A、 1961年 B 、1962年 C、 1963年D、 1964年4、目前世界上公认的创新型国家有( B )个左右A、10B、20C、30D、405、《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》,提出了科学发展的( A )个战略重点A、5B、6C、7D、86、提出“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力“是( C )A、 B、C、 D、7、提出需要层次理论的是( B )A、马克思B、马斯洛C、杜威D、斯金纳8、一种借助于隐喻、遗情和类比等机制以形成技术发明思路和思维创新构想的集体讨论方法是( B )A、综摄法B、头脑风暴法C、灵感法D、例举法9、对于无法直接感知的研究容的形象化构思叫( A )A、想象B、综合C、联想D、归纳10、思维主体不借助于逻辑程序和经验积累而穿透事物的表层,直接洞察事物本质的深层的意识活动或思维形式叫( B )A、灵感B、直觉C、联想D、顿悟11、杂交水稻培育成功的是( C )A、景润B、吴文俊C、袁隆平D、、郭沫若12、提出纳米技术的科学家是( B )。
A、费曼B、德雷克C、古德易尔D、吉尔福特13、发明元素周期表的是( A )A、门捷列夫B、维勒C、爰迪生D、肖夫斯唐姆14、《人体结构》一书的作者是( B )A、盖仑B、维萨留斯C、费曼D、肖夫斯唐姆15、提出“相对论”的科学家是( B )A、伽利略B、爰因斯坦C、爰迪生D、肖夫斯唐姆16、改革开放后,我国科技进步对经济增长的贡献率为( D )A.、35% B、36% C、38% D、39%17、( A )是科技进步和科技创新的先导和源泉A、基础研宄B、文化研宄C、前沿研宄D、社会研宄18、国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖每年奖励的项目总数不超过( C )A、200项B、300项C、400项D、500项19、中国国家最高科学技术奖的奖金数额由( B )规定A、中共中央B、国务院C、教育部D、科技20、心理学家认为决定一个人将来是否有所成就的诸多因素中( C )由情商作用A、60%B、70%C、80%D、90%4、新中国成立后中国科学院第一任院长是( A )。
国家重点基础研究发展计划(973计划)专项经费管理办法第一章总则第一条为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,规范和加强国家重点基础研究发展计划(以下简称973计划)专项经费的管理,提高资金使用效益,根据《国务院办公厅转发财政部科技部关于改进和加强中央财政科技经费管理若干意见的通知》(国办发[2006]56号)和国家有关财务规章制度,制定本办法。
第二条973计划专项经费(以下简称专项经费)来源于中央财政拨款,主要用于支持中国大陆境内具有法人资格的科研机构和高等院校开展面向国家重大战略需求的基础研究和承担相关重大科学研究计划。
专项经费优先支持国家重点研究基地及优秀团队依托单位承担973计划任务。
第三条专项经费管理和使用原则:(一) 集中财力,突出重点。
专项经费要集中用于支持国家确定的、由973计划承接的重点研究任务,保障其经费需求,避免分散使用。
(二) 科学安排,合理配置。
要严格按照项目的目标和任务,科学合理地编制和安排预算,杜绝随意性。
(三) 单独核算,专款专用。
项目和课题经费应当纳入单位财务统一管理,单独核算,确保专款专用,并建立专项经费管理和使用的追踪问效机制。
第四条 973计划项目预算由课题预算组成。
根据财政预算管理要求和973计划特点,课题年度预算纳入科技部部门预算管理。
第五条科技部建立科研项目预算管理数据库,完善信息公开公示制度。
将项目(课题)预算安排情况、项目和课题承担单位、首席科学家、课题负责人和课题研究人员、承担单位承诺的科研条件等内容纳入数据库进行管理,对非保密信息及时予以公开,接受社会监督。
第二章课题经费开支范围第六条课题经费是指在课题组织实施过程中与研究活动直接相关的、由专项经费支付的各项费用。
第七条课题经费的开支范围一般包括设备费、材料费、测试化验加工费、燃料动力费、差旅费、会议费、国际合作与交流费、出版/文献/信息传播/知识产权事务费、劳务费、专家咨询费、管理费等。
面向未来需求:我国强化基础研究的战略取向分析我国强化基础研究的战略取向分析引言:基础研究是实现创新、推动科技进步的重要驱动力,是科技强国建设的重要基石。
随着世界科技竞争的加剧和我国发展的进一步提速,加强和突破基础研究已成为我国科技创新发展的重要任务。
本文将对我国强化基础研究的战略取向进行分析,并提出未来需求。
一、背景随着我国科技实力的逐渐提升,我国已成为世界科技创新的重要力量。
然而,在基础研究领域,我国仍存在许多短板。
一方面,基础研究项目的投入相对较低,导致我国在一些关键领域的科技创新能力相对薄弱。
另一方面,现有科研环境和机制尚未完全适应基础研究的需求,科研人员面临的压力和困扰仍然存在。
因此,我国需要加强基础研究,提高科技创新能力。
二、战略取向1.提高基础研究的投入:加大对基础研究的投入力度,提高基础研究的经费比例和比重。
政府应当加大对基础研究项目的扶持力度,鼓励企业、高校和科研机构加大自主研发的投入,并建立有效的资金管理机制,确保基础研究项目的顺利开展。
2.优化科研人员激励机制:建立科研人员激励机制,提高基础研究的吸引力。
通过加大基础研究项目的奖励力度,提高科研人员从事基础研究的积极性;完善科研人员的评价体系,注重评价科研成果的质量和创新性,降低论文数量压力;优化科研人员的职称评定和晋升制度,为他们提供更好的发展空间。
3.加强国际合作与交流:积极开展国际科技合作与交流,吸引国际高层次科研人才来华从事基础研究。
和国际顶尖科研机构、高校合作,开展联合研究项目;鼓励科研人员参与国际学术会议、学术访问等,增加他们的国际影响力;加强科研成果的国际合作共享,提高基础研究的水平和创新能力。
4.加强跨学科研究:鼓励跨学科的合作研究,培养具有综合素质的科研人员。
在基础研究项目中加强不同学科领域的合作,促进知识的交叉融合和创新;开展交叉学科的科研人才培养计划,培养有综合素质的科研骨干人才。
三、未来需求1.培养高水平的科研骨干人才:我国需要培养更多高水平的基础研究骨干人才,提高基础研究的创新能力。
第十四章面向国家重大战略需求的基础研究内容提要:神经、免授、内分泌系统在健康与重大疾病发生发展中的具有重要作用。
掌握病原体传播、变异规律和致病机制,以及药物在分子、细胞与整体调节水平上的作用机理是实现人类健康的重要基础性工作积极发展中医药学理论体系。
认识植物杭逆性及水分养分和光能高效利用机理,开展农业生物安全与主要病虫害控制原理研究,是解决农业问题大基础科学问题。
认识重点流域大规模人类活动的生态影响、适应性和区域生态安全,从而更好为人类健康服务。
海洋资源可持续利用与海洋生态环境保护关系我国经济全局。
全球气候变化对中国具有巨大影响。
研究青藏高原和极地对全球变化的响应及其气候和环境效应,温室效应的机理,气溶胶形成、演变机制及对气候变化的影响及控制是营造人类有利生活环境的必需邵分。
研究可再生能源规模化利用原理和新途径,大规模核能基本技术和氢能技术的科学基拙是解决能源问题的关健之一。
纳米研究是国际前沿性学科。
我国其他关键科学技术还涉及生殖与发育、干细胞等诸多领域。
核心概念:神经一内分泌一免疫系统;中医药理论体系;全球气候变化;气溶胶;可再生能源;氢能;纳米技术。
第一节人类健康与疾病的生物学基础一、重大疾病发生发展过程及其干预的分子和细胞基础蛋白质组学是继基因组学之后,国际科学界关注和竞争的又一个焦点。
随着人类基因组全序列测定的完成,人类基因组中绝大部分基因及其功能都需要在蛋白质水平上揭示与阐述。
蛋白质组学将全面研究细胞、组织乃至整个生命体内蛋白质组成及其活动规律,全景揭示生命活动的本质和规律、阐明重大疾病发生发展机制,同时,蛋白质组研究也是开发新型药物,促进生物医药产业腾飞的重要途径,随着研究的深人,人们可以直接获得一批应用性抗体、发现一批诊断和药物靶标,并依此研究发现大量新药,从而推动整个生物医药产业的迅速发展。
另外,蛋白质组研究还将刺激和带动其他生物、分析、信息、材料等相关技术、设备与产品的产业化发展,通过新技术和新产品的应用,广泛影响工业、农业、畜牧业、环境保护等领域的发展,从而推动整个国民经济与整个社会的发展与进步。
第十四章面向国家重大战略需求的基础研究内容提要:神经、免授、内分泌系统在健康与重大疾病发生发展中的具有重要作用。
掌握病原体传播、变异规律和致病机制,以及药物在分子、细胞与整体调节水平上的作用机理是实现人类健康的重要基础性工作积极发展中医药学理论体系。
认识植物杭逆性及水分养分和光能高效利用机理,开展农业生物安全与主要病虫害控制原理研究,是解决农业问题大基础科学问题。
认识重点流域大规模人类活动的生态影响、适应性和区域生态安全,从而更好为人类健康服务。
海洋资源可持续利用与海洋生态环境保护关系我国经济全局。
全球气候变化对中国具有巨大影响。
研究青藏高原和极地对全球变化的响应及其气候和环境效应,温室效应的机理,气溶胶形成、演变机制及对气候变化的影响及控制是营造人类有利生活环境的必需邵分。
研究可再生能源规模化利用原理和新途径,大规模核能基本技术和氢能技术的科学基拙是解决能源问题的关健之一。
纳米研究是国际前沿性学科。
我国其他关键科学技术还涉及生殖与发育、干细胞等诸多领域。
核心概念:神经一内分泌一免疫系统;中医药理论体系;全球气候变化;气溶胶;可再生能源;氢能;纳米技术。
第一节人类健康与疾病的生物学基础一、重大疾病发生发展过程及其干预的分子和细胞基础蛋白质组学是继基因组学之后,国际科学界关注和竞争的又一个焦点。
随着人类基因组全序列测定的完成,人类基因组中绝大部分基因及其功能都需要在蛋白质水平上揭示与阐述。
蛋白质组学将全面研究细胞、组织乃至整个生命体内蛋白质组成及其活动规律,全景揭示生命活动的本质和规律、阐明重大疾病发生发展机制,同时,蛋白质组研究也是开发新型药物,促进生物医药产业腾飞的重要途径,随着研究的深人,人们可以直接获得一批应用性抗体、发现一批诊断和药物靶标,并依此研究发现大量新药,从而推动整个生物医药产业的迅速发展。
另外,蛋白质组研究还将刺激和带动其他生物、分析、信息、材料等相关技术、设备与产品的产业化发展,通过新技术和新产品的应用,广泛影响工业、农业、畜牧业、环境保护等领域的发展,从而推动整个国民经济与整个社会的发展与进步。
为此,国际科学界将人类蛋白质组作为21世纪最大的战略资源之一,在联合完成了“人类基因组计划”后,又推出了规模更大的“人类蛋白质组计划”。
二、神经、免疫、内分泌系统在健康与重大疾病发生发展中的作用免疫、神经和内分泌系统是动物和人体内三大调节系统。
这三大系统之间不仅存在大的回路,而且彼此之问还进行着直接的双向交流,维持着机体正常的生命活动。
这种功能I:的相互联系是通过三大系统共同存在的细胞因介、神经递质和内分泌激素及受体实现的免疫系统的细胞(淋巴细胞、巨噬细胞等)在病毒、内毒素等的作用下可以产生不同的所谓“免疫递质”( immune transmitter)来作为应答,这些“免疫递质”包括淋巴因子、胸腺素、内源性阿片样物质A CTH、TSH、IL--1等等。
例如研究发现感染病毒的淋巴细胞可产生一种与ACTH具有共同抗原特性和生物活性的蛋白质,此物质局限在垂体及大脑内,称为阿黑皮素原(proopiomelancortin, POMC),并证实POMC即为ACTH的前体;在激活的淋巴细胞内含有与催乳素和生长激素相同的MRNA,推测淋巴细胞也可能是这两种激素的来源;另外.还证实淋巴细胞可对LHRH的刺激产生免疫应答而分泌LH,它与垂体所分泌的LH具有同样结构的β亚单位,经T细胞激活的淋巴细胞可反应性地产生FSH。
这些不同的“免疫递质”首先能对兔疫系统本身施加不同的影响,从而使免疫系统受到不同的调节效应。
此外,不同的“兔疫递质”也能对神经和内分泌系统起不同的作用,使机体的许多功能(其中包括免疫功能)受到相应的调节。
神经内分泌系统与免疫系统有各自的活性物质,但共有促肾上腺皮质激素和内啡肮等物质,又同时都有这些多肤的受体,因此,人们认为促肾上腺皮质激素和内啡肤是神经内分泌系统与免疫系统相互联系的信使和渠道。
在细菌、病毒及其他抗原性物质进人机体后,特异性淋巴细胞识别抗原,引起相应的免疫应答。
与此同时,免疫系统释放多肤因子,向神经系统发出信息,神经内分泌系统产生相应的生理或病理反应。
同时,神经内分泌系统又反过来通过共同的多肤因子,将信息反馈给免疫系统,再引起正常的或异常的免疫应答。
三、病原体传播、变异规律和致病机制世界正面临着传染病的严重挑战,一些过去基本控制的传染病卷土重来,而随着自然、社会因素的变化,新的传染病在不断出现。
最近十余年来,全球几乎每年都有新发传染病流行近30多年来,世界上出现了40余种过去从未认识的传染病。
如艾滋病、疯牛病、埃博拉出血热、SARS以及人感染高致病性禽流感。
最近十余年来,全球范围内几乎每年都有新发传染病的流行。
新发传染病的流行严重危及人类健康与生命安全,影响经济和社会的发展。
我国口前已有至少十余种新发传染病出现并造成流行,同时还存在其他新发传染病传八的可能。
我国目前部分传染病发病率仍居高不下,如病毒性肝炎、流行性出血热、细菌性痢疾等;部分曾被控制疾病出现流行扩散趋势,如肺结核、性病、血吸虫病;一些新发传染病也已在我国出现并造成流行,例如艾滋病、SARS、禽流感。
我国还存在其他新发传染病传人的可能,包括埃博拉、西尼罗、尼帕等,因此对于新发传染病的防控必须加强。
新发传染病特点是涉及的病原体种类繁杂、传播途径各异,感染方式复杂多变、容易造成跨国界、跨洲界甚至全球性传播。
人类普遍缺乏对新发传染病的免疫力,且新发传染病的早期发现及诊断较为困难,并缺乏特异的预防和治疗方法。
同时,新发传染病发生、出现具有很大的不确定性,加强部门联防联控,完善应急预案和监测预警体系,加强科学研究,并广泛开展国际合作,共同应对新发传染病疫情。
四、药物在分子、细胞和整体调节水平上的作用机理光导化合物的发现与优化、甚于药效团的分子设计、基于结构的分子设计、构效关系研究、乡巳合化学、药物代谢、药物作用机理研究、药物作用新靶标的发现等多个专题是当前药物研发的前沿和重点药物作用机理是阐述药物在体内如何起作用的理沦对于药物特异作用及其机理进行研究,现已发展到细胞、亚细胞和分子水平特别是一些药物受体的纯化及克隆,为深入了解药物作用的本质及体内一些重要的生理生化过程提供了重要的理论依据。
(一)非特异性药物作用机理有些药物的作用主要与药物的理化性质如解离度、溶解度、表面张力等有关,其化学结构缺乏特异性。
例如口服硫酸镁,M g2+和SO42-不易被肠壁吸收,在肠内造成高渗,阻止水分自肠道吸收而起导泻作用。
静注甘露醇高渗注射液,对周围组织有脱水作用,可清除脑水肿或肺水肿。
口服抗酸药如三硅酸镁可中和胃酸,治疗消化性溃疡。
口服活性炭,具有吸附胃肠内有害物质的作用,用于食物中毒。
(二)特异性药物作用机理大多数药物属于特异性药物( Specific drug) ,它们的生物活性与化学结构密切相关,能与机体生物大分子的特定功能基因结合,产生一系列生理生化效应。
这些药物大部分作用十受体。
有些通过影响递质或激素的释放和分泌起作用。
如利血平耗竭去甲肾上腺能神经递质去甲肾上腺素(NE)贮存而发挥降压作用;大剂量黄体酮抑制腺垂体黄体生成素(LH)抑制排卵。
有些药物影响自体活性物质而起作用,如阿司匹林(乙酰水杨酸)能抑制体内前列腺素的合成从而产生解热镇痛及抗血小板聚集等作用。
还有些药物影响离子通道,如抗心律失常药,改变心肌电生理而起作用。
由于大多数药物通过与特异性受体结合而起作用,所谓受体是细胞膜、胞浆和胞核内的一些能与生物活性分子如神经递质、激素、药物相互作用的分子。
其中蛋白质是最重要的一类药物受体。
五、环境对生理过程的干扰开展环境与人类健康的基础研究是环境科一学与医学共同面对的课题,在环境问题中,化学物质污染占70%左右,其中以环境内分泌干扰物( Environmental Endocrine Disruptors,EEDs)对环境质量和人类健康影响最广,危害最大。
EEDs指存在于环境中并能干扰体内天然激素的合成、分泌、运输、结合、作用、代谢或消除的外源性化学物质,表现出拟天然激素或抗天然激素的作用,通过干扰机体的内分泌功能,引起中毒或在较低的接触水平即对心、肺、肝、肾、性腺等器官产生危害,通过改变人的内分泌系统而致病。
六、中医药学理论体系中药是中国医药行业参与国际竞争的优势所在。
中医药学的发展,离不开历代中医药学家在临床医疗实践中以中医药学理论为指导,通过在临床实践中研究、发现问题,创新思路、建立新学说,对其基础理论进行的创新、补充和发展。
中医药学既有它发展时理论学术思想中基本理论的“不变性”(即“原则性”,也有人称“封闭性”),又有其接受外来医药知识的“吸纳性”和“改造融合性”,这也是中医药学与时俱进、不断发展的根源所在。
她既吸纳人类发展各个不同时期社会科学(包括哲学、政治、军事)的各种学术观点,也吸收各种自然科学学科的知识纳人中医药学理论中,同时,也引进当时其他医学的治疗思想和方法,将其补充、归化为中医药学的内容。
中医药的现代研究应该结合具体的中医药学研究对象和研究目的。
在中医药现代化研究中,有不少研究课题从一开始就脱离了中医药临床实际,脱离了中医药理论,忽视了统计学的指导作用。
因此,其研究结果很难说明问题、很难被中医药界所认可和接受,而队对中医药学的临床实践也起不到任何作用。
中医药学是医学科学,在临床医疗中治愈很多疾病,其临床疗效为社会所公认。
进行中医药研究不应是研究中医药是否能治疗疾病,疗效是否可靠、可以重复,而应是研究中医药是如何治疗疾病的、如何治愈疾病的,尤其是如何治疗过去没有发现和记载过的疾病以及西医药无法诊断(实验检查无阳性指标与病理发现)和无法治疗的疾病(如肿瘤晚期),甚至是应用西药后出现不良反应而西医无法救治的疾病(相似于中医古籍中记载的“坏病”)等。
这是中医药研另的指导思想问题。
医药学界也随着基因学利一的飞速进展,从生理、病理到临床各科,从临肺诊疗技术到治病用药,从治疗概念到用药选药方法的认识,都发生了翻天覆地的巨大变化继基因组学、蛋白质组学之后,提出了系统生物学的新概念。
以往的研究注重于某个基因双细胞及机体的影响,如通过敲除或敲人某个基因来实现研究构想,但基因的功能表现是许许多多基因共同参与的网络信息调控的结果,我们只观察到了这个基因对机体的影响所带来就结果,而不清楚这个基因给整个基因网络所带来的改变具体发生在哪里。
至今对人类基因组中的10000 -20000个基因的功能还不甚了解或对其功能的确认表示怀疑,因此必须对这些基因的功能进行重新注释。
这说明现代生命科学界的科学家们也已开始自觉或不自觉地引进和应用中医药学的整体观念了。
第二节农业生物遗传改良和农业可持续发展中的科学问题一、生物多样性与新品种培育的遗传学基础生物多样性是人类赖以生存的物质基础。