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（2018年度高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎（自然科學(xué)獎）一等獎） 成果簡介：巖石（體）是一種復(fù)雜的天然介質(zhì)，在漫長的地質(zhì)構(gòu)造作用過程中，內(nèi)部孕 育了各種規(guī)模和尺度的缺陷（如節(jié)理、裂隙和斷層等），這些缺陷的空間位置與 分布規(guī)律顯著影響其力學(xué)響應(yīng)，進(jìn)而對斷續(xù)裂隙巖體工程的穩(wěn)定與安全產(chǎn)生重要 影響。另一方面，在頁巖氣與煤層氣等開采過程中，往往需要人為制造裂縫網(wǎng)絡(luò) 來實現(xiàn)壓裂增滲增產(chǎn)。因此，開展巖石裂紋擴(kuò)展與連接機(jī)理的研究，對于預(yù)測巖 石（體）工程的失穩(wěn)破壞以及提高油氣產(chǎn)量與效率具有重要的理論意義和應(yīng)用價 值。主要取得的科學(xué)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)如下： （1） 在試驗研究方面，研發(fā)了適用于裂隙巖石的高精度數(shù)字量測技術(shù)，發(fā) 現(xiàn)了非連續(xù)巖石材料中的裂紋擴(kuò)展與連接規(guī)律，建立了非連續(xù)巖石材料應(yīng)力跌落 與裂紋演化規(guī)律之間的聯(lián)系，揭示了巖石材料中的裂紋演化規(guī)律，為理論和數(shù)值 研究裂紋演化規(guī)律提供了技術(shù)支撐。 （2） 在理論研究方面，利用內(nèi)變量熱力學(xué)理論和偽力法，揭示了裂隙巖體 的損傷局部化機(jī)理，建立了巖石（體）損傷局部化分叉模型；基于斷裂力學(xué)原理, 提出了巖石（體）的非線性強(qiáng)度準(zhǔn)則，為開展復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下裂紋演化過程的數(shù) 值模擬奠定了理論基礎(chǔ)。 （3） 在數(shù)值方法方面，提出了連續(xù)-非連續(xù)數(shù)值模擬方法，編制了廣義粒子 動力學(xué)多線程高效并行計算程序，成功實現(xiàn)了二維和三維裂紋演化過程的數(shù)值模 擬，揭示了復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下裂紋演化的細(xì)觀機(jī)理，為巖體工程穩(wěn)定性分析提供了 計算平臺。 (4)    在工程應(yīng)用方面，實現(xiàn)了錦屏I級水電站深埋地下洞室非連續(xù)圍巖損 傷破壞過程的數(shù)值模擬，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，闡釋了地下洞室非連續(xù)圍巖的破裂 發(fā)展規(guī)律，揭示了深埋地下洞室圍巖的損傷失穩(wěn)機(jī)制。

圍繞非接觸電能雙向推送系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，項目組在原理方面， 提出一種適用非接觸電能雙向推送模式的雙向電能變換拓?fù)洌?gòu)建了基于 能量注入與自由振蕩的雙工作模式，實現(xiàn)了電能的動態(tài)雙向轉(zhuǎn)換。在此基礎(chǔ)上， 進(jìn)一步提出一種基于調(diào)幅控制的高頻電能變換拓?fù)洌瑢崿F(xiàn)了面向負(fù)載電能形式需 求的電能直接變換，減少了中間能量變換環(huán)節(jié)，有效提升了系統(tǒng)效率及功率密度。 在實現(xiàn)方法上，提出一種基于磁共振陣列電磁耦合機(jī)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)磁共振耦合 模式下的調(diào)諧困難問題，有效提高了能量傳輸穩(wěn)定性。在控制方法方面，提出基 于能量反反射阻抗的負(fù)載辨識方法反激磁電流控制方法，解決了負(fù)載動態(tài)變化條 件下的系統(tǒng)參數(shù)及負(fù)載特性的動態(tài)獲取問題，并進(jìn)一步構(gòu)建了電能動態(tài)推送機(jī)制。 提出針對頻率不確定性的系統(tǒng)魯棒控制及優(yōu)化方法，解決了存在頻率漂移及開 關(guān)非線性情況下系統(tǒng)不確定性建模及控制問題，保證了系統(tǒng)在負(fù)載擾動條件下 能量傳輸?shù)姆€(wěn)定性與魯棒性。在實驗系統(tǒng)研究方面，通過綜合利用本項目的研 究成果，開發(fā)了 1KW量級非接觸電能雙向推送系統(tǒng)，在傳輸距離為50厘米條件 下，系統(tǒng)總體能量傳輸效率85%。

骨肉瘤（osteosarcoma）是一種惡性罕見腫瘤，也叫成骨肉瘤，較常見發(fā)生在20歲以下青少年或兒童的一種惡性骨腫瘤，是兒童和青少年惡性腫瘤死亡率第二高的疾病，僅次于血液疾病。骨肉瘤雖然是一種小眾惡性腫瘤，卻有40多個亞型，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，發(fā)病原因不清，藥物靶點(diǎn)未知，臨床表現(xiàn)為成熟的成骨細(xì)胞無法正常生長為組織骨細(xì)胞而發(fā)生癌變。骨肉瘤最早的治療手段是外科手術(shù)，采取截肢保命進(jìn)行治療，也有采取化療和放療方法，但5年生存率都極差。目前，國內(nèi)外最先進(jìn)的骨肉瘤治療方法通常采用手術(shù)聯(lián)合化療，可使病人治療后5年生存率有極大改善，提高至60-70%，但治療后極易復(fù)發(fā)，且癌癥轉(zhuǎn)移率高達(dá)80%（其中90%為肺部轉(zhuǎn)移），這導(dǎo)致一旦病人復(fù)發(fā)預(yù)后極差。在過去二十多年里，盡管通過增加化療劑量、變更次數(shù)以及建立美、日、歐多國協(xié)同診療機(jī)制（中國未受邀參與此計劃）等調(diào)整治療方法，但生存率并沒有進(jìn)一步提高。一些新興療法，如基因和免疫療法等，由于個體差異和生物安全性等原因，目前也不能滿足臨床治療要求。因此，本項目針對骨肉瘤開發(fā)小分子靶向藥物，在實驗室所構(gòu)建的自有知識產(chǎn)權(quán)的結(jié)構(gòu)多樣性立體共價鍵抑制劑庫基礎(chǔ)上，通過表型篩選發(fā)現(xiàn)系列新型高選擇性、高親和性骨肉瘤共價鍵抑制劑分子，目前已開發(fā)針對不同亞型骨肉瘤細(xì)胞系SASJ-1，143B， MG63， MMNG/HOS和HOS的選擇性抑制劑，其中一個系列完成動物實驗水平的藥效學(xué)和初步毒性評估，顯示出良好的體內(nèi)有效性和低毒，獲得了與現(xiàn)有上市藥物索拉菲尼（用于轉(zhuǎn)移性腎癌的多把點(diǎn)藥物）在骨肉瘤上更好的藥效（52.9%的體內(nèi)抑制效果）和藥物耐受性，而且還可以進(jìn)一步抑制骨肉瘤的腫瘤遷移。 骨肉瘤約占骨惡性腫瘤的33%，美國每年新增患者約1500名，中國每年新增患者約5000名。 多發(fā)于十幾歲及以下的青少年 發(fā)病隱匿，發(fā)現(xiàn)疼痛或者腫塊時已是中晚期 預(yù)后極差，診斷時出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的患者存活率低于30%轉(zhuǎn)移率高達(dá)80%

本成果創(chuàng)建了良種奶牛高質(zhì)量高活率性控凍精生產(chǎn)技術(shù)體系，改進(jìn)優(yōu)化了奶牛精子分離技術(shù)工藝，建立了性控精液低劑量人工授精技術(shù)，完善了性控胚胎體內(nèi)外生產(chǎn)技術(shù)程序，研制了同期發(fā)情、超數(shù)排卵藥物配方，建立了胚胎移植技術(shù)體系。本成果將生產(chǎn)成本降低15％，母牛情期受胎率提高5％；犢牛性別控制準(zhǔn)確率達(dá)95.2％以上，人工授精時母牛的總?cè)焉锫蔬_(dá)到87.5％，鮮胚移植成功率60.95％，凍胚移植成功率50.35％。該體系打破了國外對奶牛性控關(guān)鍵技術(shù)的壟斷，破解了我國奶牛良種率低、擴(kuò)繁速度慢等難題。技術(shù)/產(chǎn)品輻射到全國14個省、市、區(qū)，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。

磁場傳感器是探測磁場強(qiáng)度或其變化并將其轉(zhuǎn)換成電信號輸出的裝置，基于磁場傳感器可開發(fā)多種傳感功能，包括電流、功率、位置、距離、速度、角度等，在工業(yè)制造、精密測量、國防與航空、醫(yī)療、地理等領(lǐng)域已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用。其中，磁場角度傳感器在航空航天、衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整、航海導(dǎo)航、GPS定位、飛機(jī)導(dǎo)航等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用需求。 現(xiàn)有的磁場角度傳感器，如AMR、磁敏二極管、霍爾傳感器、磁通門磁強(qiáng)計等能夠?qū)崿F(xiàn)對磁場方向或強(qiáng)度的探測，但存在局限性，例如，AMR磁場角度傳感器測量精度低，需要配套的校準(zhǔn)算法；磁通門磁強(qiáng)計體積較大，成本高；磁敏二極管的靈敏度低，信號輸出大約只有0.05 mV/Oe，需要匹配信號放大等模塊。因此，開發(fā)高精度、低成本、信號強(qiáng)度大、驅(qū)動方式簡單的磁場角度傳感器已成為傳感器領(lǐng)域的重要研究方向。 近日，電子科學(xué)與工程學(xué)院劉明教授課題組設(shè)計了一種基于“磁扭電”效應(yīng)的新型磁場傳感器，該傳感器采用了一種全新的力-電耦合結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒋排ぞ剞D(zhuǎn)化成應(yīng)力，并施加在壓電材料上，實現(xiàn)了磁場作用下電信號的輸出。該器件的結(jié)構(gòu)通過有限元仿真軟件優(yōu)化后，可以有效去除干擾信號，顯著提高輸出信號的純度；同時，力-電耦合結(jié)構(gòu)可顯著改善輸出信號對探測方向的敏感性，理論上，磁敏感方向與非敏感方向的輸出信號強(qiáng)度比值可以為“無窮大”倍。基于“磁扭電”效應(yīng)，課題組開發(fā)了可用于二維平面磁場大小和方向探測的磁電羅盤，該傳感器可同時測量面內(nèi)交流磁場的強(qiáng)度和方向，強(qiáng)度精度為0.01 Oe（約為地磁場大小的1/50~1/60），方向的角度精度為±0.2o，解決了如何同時高精度地測量磁場的強(qiáng)度和方向這個難點(diǎn)問題，在工業(yè)設(shè)備的磁場測定、校準(zhǔn)、監(jiān)測中具有巨大的應(yīng)用前景。此外，該器件是一種理想的無源器件，無需供電、無需偏置磁場、無需校正算法、無需信號放大模塊，驅(qū)動簡單，幾乎無能耗，精度高，靈敏度高（輸出可以達(dá)到幾十到幾百mV/Oe），結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，工作頻率范圍廣（幾Hz到幾百Hz），成本優(yōu)勢明顯，有望在工業(yè)生產(chǎn)、國計民生、電力系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域獲得大規(guī)模應(yīng)用。

重慶大學(xué)附屬三峽醫(yī)院作為重慶市指定的渝東北片區(qū)新冠肺炎醫(yī)療救治定點(diǎn)醫(yī)院，采取多學(xué)科會診、中西醫(yī)結(jié)合協(xié)同治療等方式積極開展救治工作。中醫(yī)藥張先祥團(tuán)隊啟動新冠肺炎“五位一體”臨床治療研究。研判疫情特征，擬訂中醫(yī)預(yù)防用處方，在全院臨床科室推廣應(yīng)用，累計發(fā)放預(yù)防用中藥湯劑2.6萬袋，顆粒劑6000余袋。其中醫(yī)預(yù)防用處方能夠改善患者臨床癥狀，抑制炎癥反應(yīng)，促進(jìn)肺部炎癥吸收。目前醫(yī)院中醫(yī)救治組形成了基本共識，在國家方案基礎(chǔ)上，起草了附屬三峽醫(yī)院治療點(diǎn)的中醫(yī)診療方案，并在臨床應(yīng)用過程中不斷優(yōu)化。 在專家組的指導(dǎo)下，中醫(yī)藥累計干預(yù)患者 160人，250人次，臨床證明中醫(yī)藥干預(yù)可以改善患者臨床癥狀，抑制炎癥反應(yīng)，促進(jìn)肺部炎癥吸收，縮短患者住院日，降低患者費(fèi)用，充分發(fā)揮了中醫(yī)藥的簡便效廉的作用。目前出院患者住院日在 9 天左右。經(jīng)過醫(yī)護(hù)人員精心診治截至2月12日，累計收治新冠肺炎確診患者204例，治愈出院60例。 重慶大學(xué)附屬三峽醫(yī)院重癥病區(qū)醫(yī)生討論

2020年3月6日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)魏海明團(tuán)隊在chinaxiv上上傳了題為 Effective Treatment of Severe COVID-19 Patients with Tocilizumab 研究成果，評估了Tocilizumab（托珠單抗）在重癥或危重COVID-19患者中的療效，并尋求新的治療策略。2020年2月5日到2月14日中國科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院（安徽省醫(yī)院）和安徽阜陽第二人民醫(yī)院對確診為重癥COVID-19的21位患者除常規(guī)治療外，給予Tocilizumab治療。回顧性地分析了臨床表現(xiàn)、CT以及實驗室檢查的變化。發(fā)現(xiàn)在幾天內(nèi)，發(fā)燒恢復(fù)正常，所有其他癥狀明顯改善。20名患者中有15人（75.0%）降低了氧氣攝入量和有一名患者無需氧氣治療。CT結(jié)果顯示，19名（90.5%）患者的肺病變吸收。治療前，85.0%的患者（17/20）外周血中的淋巴細(xì)胞比例下降，52.6%的患者（10/19）在治療后的第五天恢復(fù)正常。C反應(yīng)蛋白異常升高的患者有84.2%（16/19）顯著下降。未觀察到明顯的不良反應(yīng)。19名患者（90.5%）包括兩名危重患者平均出院天數(shù)為13.5天，其余情況良好正在恢復(fù)中。該結(jié)果顯示Tocilizumab是COVID-19重癥患者的治療是有效的，其機(jī)制是阻斷IL-6抑制炎癥因子風(fēng)暴，由于病人數(shù)量有限，后續(xù)仍需大量研究，本研究為COVID-19提供了新的治療策略。

南開大學(xué)學(xué)者：從病毒學(xué)基礎(chǔ)研究的角度討論此次新型冠狀病毒的一些特征 首先，冠狀病毒對人類來說并不陌生，早在1937年，科學(xué)家們就從病雞的組織樣本中分離得到了第一株冠狀病毒。在目前已鑒定的7種可感染人的冠狀病毒中，有3種會導(dǎo)致較為嚴(yán)重的人類疾病，其余4種引起普通感冒等輕微癥狀。從病毒分類上看，冠狀病毒隸屬于單節(jié)段正鏈RNA病毒，這個名字聽起來比較拗口，讓我們來做幾個名詞拆解吧：“RNA病毒”：說明冠狀病毒的遺傳信息由RNA（Ribonucleic acid，核糖核酸）來承載。以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，在復(fù)制子代病毒時發(fā)生突變的概率要顯著高于以DNA（Deoxyribonucleic acid，脫氧核糖核酸）為遺傳物質(zhì)的生命體；“單節(jié)段”，指的是冠狀病毒的基因組只由一條RNA鏈組成，在這條鏈上編碼了十余種功能各異的病毒蛋白所需的遺傳信息；而所謂的“正鏈”，意味著冠狀病毒在進(jìn)入宿主細(xì)胞之后，無需經(jīng)過基因組的轉(zhuǎn)錄過程，就可以直接利用宿主的核糖體來生產(chǎn)病毒復(fù)制所需的蛋白質(zhì)。當(dāng)科學(xué)家第一次從電子顯微鏡下看到這類病毒的形狀時，發(fā)現(xiàn)它的直徑大約為120納米左右，在病毒的表面呈現(xiàn)出一種類似于中世紀(jì)歐洲帝王皇冠的突起結(jié)構(gòu)，于是根據(jù)形態(tài)給它起了個名字叫做冠狀病毒（coronavirus）。新型冠狀病毒可能的傳播循環(huán)途徑

南開大學(xué)藥學(xué)院與天津大學(xué)國際生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院組建新藥開發(fā)聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊，針對新型冠狀病毒的生物學(xué)特點(diǎn)、傳播特征和公共衛(wèi)生風(fēng)險防控的潛在需求，開展了病毒防治相關(guān)藥物的研發(fā)，從藥食同源分子中發(fā)現(xiàn)了可預(yù)防冠狀病毒感染作用的候選分子。 南開大學(xué)藥學(xué)院與研究院聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊，利用人工智能輔助的虛擬藥物篩選系統(tǒng)，從中藥單體庫、藥食同源天然分子庫和成藥化合物庫中篩選潛在的互作界面抑制劑，尤其關(guān)注藥食同源類物質(zhì)所含的活性分子。通過篩選和既往藥理信息的綜合分析，觀察到多種藥食同源的中藥中含有抑制病毒與受體結(jié)合的潛在活性分子，為中醫(yī)藥方劑的配伍和新型冠狀病毒感染的肺炎的防治提供了一定的信息。

新冠病毒除了呼吸道傳播以外，是否還有其他途徑，這一直是科研人員關(guān)心的熱點(diǎn)問題。2月26日，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一院副院長、眼科學(xué)科帶頭人沈曄教授團(tuán)隊，在《醫(yī)學(xué)病毒學(xué)雜志》(Journal of Medical Virology)在線發(fā)表了一項研究工作，揭示在研究的新冠肺炎患者樣本中，存在一名結(jié)膜炎患者的眼淚和結(jié)膜分泌物樣本，在核酸檢測中出現(xiàn)病毒陽性結(jié)果。該研究第一作者為夏建華，共同通訊作者為沈曄、郭東煜。論文第一單位為浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院。沈曄介紹，研究不同的傳播方式，對于把握新冠病毒傳染規(guī)律，改進(jìn)疾病治療方法和防控措施具有重要意義。浙大科研人員從1月26日至2月9日在浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院確診的30例新冠肺炎患者，對他們的淚液和結(jié)膜分泌物混合物開展研究。在第一階段6例樣本研究中，均未發(fā)現(xiàn)核酸檢測病毒陽性。團(tuán)隊果斷認(rèn)為，已有樣本并不具有代表性與全面性，為此需要延長觀察周期，繼續(xù)留在隔離病房開展采樣與研究。研究團(tuán)隊在一位新冠肺炎患者身上發(fā)現(xiàn)，該病人左眼具有結(jié)膜炎癥，即新冠引起的紅眼病，而右眼沒有此癥狀。而在此前的了解中，該患者入院前無結(jié)膜炎。本次研究中的其他患者樣品核酸檢測均為陰性。研究樣本這位患者眼部的差異性非常具有代表性，在征得同意后，我們就研究結(jié)膜炎癥是否與病毒具有聯(lián)系。”通過核酸檢測，浙大研究人員發(fā)現(xiàn)患有結(jié)膜炎的左眼新冠病毒檢測為陽性，而右眼則是陰性。為確保研究準(zhǔn)確性，對兩只眼睛的結(jié)膜分泌物做了三次核酸檢查，結(jié)果均一致。目前該患者通過抗病毒綜合治療，整體治愈的情況下，結(jié)膜炎癥也轉(zhuǎn)好，再次檢測眼部病毒轉(zhuǎn)陰。對于患者是如何因新冠病毒發(fā)生眼部結(jié)膜炎癥的，科研人員表示仍在持續(xù)研究。