他是納米材料科學家,瞄準國家重大需求,在納米材料與生物醫(yī)藥交叉領(lǐng)域執(zhí)著求索;他是教授博導,引領(lǐng)學生在科學前沿不斷進行“以人為本”的創(chuàng)新;他是公司創(chuàng)始人,創(chuàng)立西安超磁納米生物科技有限公司,力促成果轉(zhuǎn)化服務大眾……他是西北大學教師樊海明。
近日,《國家自然科學基金委員會2023年度報告》發(fā)布,樊海明團隊創(chuàng)新成果“早期肝癌影像診斷特異性納米對比劑研究”入選2023年度優(yōu)秀資助成果巡禮。此次入選是對該團隊在肝癌早期診斷領(lǐng)域取得重要進展的充分肯定。

樊海明教授
西北大學納米醫(yī)學與工程中心主任,化學與材料科學學院二級教授,博士生導師;教育部長江學者特聘教授,陜西省重點科技創(chuàng)新團隊帶頭人,陜西省創(chuàng)新人才長期項目;現(xiàn)主要從事磁性納米生物材料及其診療應用方面研究;主持科技部重點研發(fā)課題、國家自然科學基金委原創(chuàng)探索計劃,重點國際合作及面上基金等項目;取得的主要學術(shù)成績包括:1.針對肝癌早期影像診斷的難題,創(chuàng)新性構(gòu)建了靈敏、特異的準順磁納米肝膽對比劑國際首次實現(xiàn)了高分辨、快速的大動物磁共振肝膽成像,將亞厘米肝癌病灶檢出率從48%提高至92%;2.針對臨床腫瘤磁感應熱(磁熱)介入治療療效差的問題,在國際上首創(chuàng)高效的渦旋磁熱療劑,自主研發(fā)了精準匹配的磁熱療新設(shè)備,發(fā)現(xiàn)了磁熱抗腫瘤免疫新機制,建立了高效渦旋磁熱治療新體系;3.發(fā)展了神經(jīng)納米磁調(diào)控新技術(shù),國內(nèi)首次實現(xiàn)了磁熱神經(jīng)刺激對活體大鼠行為調(diào)控。研究成果以通訊作者在包括 Nat. Biomed. Eng.,Adv Mater等SCI 期刊發(fā)表論文120余篇,他引超過10000次;已授權(quán)專利10件,申請PCT專利2項;獲省部級科技獎3項。
原始創(chuàng)新:找到肝癌早期診斷的“探照燈”
2019年,樊海明團隊發(fā)明了一種新型肝細胞特異性的準順磁超小錳鐵氧體納米對比劑(MnFe2O4-EOB-PEG)。在國家自然科學基金委項目的支持下,這一材料高靶向性和高安全性被不斷實驗和證實。2022年,樊海明將該納米對比劑命名為“玵立顯?”。

(樊海明團隊成果被陜西新聞聯(lián)播報道)
“‘玵立顯?’通過靜脈注射進入人體后會抵達肝臟,其表面的兩個靶頭像兩只手握手一樣與正常的肝細胞緊密結(jié)合在一起,從而在磁共振成像上‘點亮’整個肝臟,同時因為它不與腫瘤細胞結(jié)合,導致腫瘤在圖像上顯示為暗點。它就像一個探照燈一樣,幫助人們以可視化的方式發(fā)現(xiàn)病灶?!狈C鹘榻B。


(MnFe2O4-EOB-PEG納米對比劑開發(fā)及磁共振肝膽成像)
我國肝癌的發(fā)病人數(shù)非常高,而五年總體生存率僅有 14.1%,主要原因是肝癌發(fā)病比較隱匿,當大多數(shù)患者確診時,往往已經(jīng)處于中晚期。“現(xiàn)有的對比劑僅能診斷識別1厘米以上的病灶,而‘玵立顯?’可以高效識別0.5厘米,甚至更小的病灶?!?樊海明介紹?!澳芊裨诟缙诎l(fā)現(xiàn)病灶,是肝癌患者救治的生死分界線”。
為獲得大量、可靠的實驗數(shù)據(jù),樊海明與四川大學華西第二醫(yī)院和中山大學附屬第三醫(yī)院合作,利用其磁共振成像設(shè)備開展大動物科學實驗,數(shù)據(jù)表明,“玵立顯?”可高特異性的靶向正常肝細胞,從而實現(xiàn)了早期肝癌微小病灶的精準影像檢出;其肝對比度較臨床特異性對比劑提高了5.8倍,可清晰分辨0.5毫米的肝管;肝膽期顯影也從15分鐘縮短到5分鐘,顯著提高了影像檢查效率。更值得一提的是,“玵立顯?”還能夠通過肝膽代謝系統(tǒng)快速排泄,大幅減少了體內(nèi)殘留納米顆粒帶來的潛在副作用。
這項研究不僅為肝癌早期發(fā)現(xiàn)提供了新的影像診斷工具,也為下一代臨床高性能肝膽對比劑奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
天道酬勤,不負耕耘。扎實科研積淀和前瞻性的科學探索讓該科研成果成為世界前沿領(lǐng)域有力的“中國聲音”。2023年,團隊相關(guān)成果以“A Hepatocyte-targeting Nanoparticle for Enhanced Hepatobiliary Magnetic Resonance Imaging”為題,以封面文章發(fā)表在國際醫(yī)學與工程技術(shù)領(lǐng)域頂級期刊Nature Biomedical Engineering(自然生物醫(yī)學工程)上,論文審稿人給出了高度評價“作者發(fā)展了新型的肝細胞靶向納米對比劑用于肝癌等疾病成像。除了盡快開展臨床研究,我想不出任何建議?!?/p>

落地秦創(chuàng)原:早日讓科研成果服務大眾
西北大學生物化工專業(yè)本科、華東師范大學物理化學專業(yè)碩士、中科院物理所凝聚態(tài)物理專業(yè)博士……交叉的學緣背景,讓樊海明的研究方向有著眾多的可能性。而下定決心義無反顧地投身生物醫(yī)藥領(lǐng)域,是因為2006年父親患肝癌時,作為兒子的束手無策。
“早診斷,早治療,讓更多的患者和患者家屬擺脫疾病帶來的痛苦,就是我做‘玵立顯?’的初心?!狈C髡f。
“玵立顯?”的研發(fā)讓樊海明團隊實現(xiàn)了從0到1的源頭創(chuàng)新。而一個新的醫(yī)療產(chǎn)品從科學實驗到臨床應用,還有太長的路要走?!叭绾巍畯?到無窮大’,真正用于臨床,真正造福國民健康,是我當下最關(guān)心的問題?!狈C魈寡?。
學習醫(yī)藥領(lǐng)域法律法規(guī)、成果轉(zhuǎn)化落地、啟動融資工作,建設(shè)千人規(guī)模的生產(chǎn)工藝和質(zhì)控體系……2018年,樊海明創(chuàng)立的西安超磁納米生物科技有限公司落地秦創(chuàng)原創(chuàng)新驅(qū)動平臺,成為這個陜西省最大的孵化器和科技成果轉(zhuǎn)化特區(qū)中唯一一家創(chuàng)新藥物研制公司。

“‘玵立顯?磁共振肝膽特異性對比劑’擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán),我們預計在2026年將獲得臨床批件并開展臨床試驗。產(chǎn)品上市后,第一年預計生產(chǎn)20萬人份,第二年40萬人份,第三年80萬人份,累計經(jīng)濟效益將超過14億元,具備良好的發(fā)展前景,若擴展適應癥則市場潛力更大。”樊海明介紹。
“基礎(chǔ)學科需要產(chǎn)業(yè)支撐,才能走得更遠”,在樊海明看來,科研成果的落地轉(zhuǎn)化是回饋社會和造福人類的最好方式,也能為培育新質(zhì)生產(chǎn)力提供澎湃動力。
“一直以來,我們的研究都以國外研發(fā)的臨床對比劑為標桿,希望我們的產(chǎn)品真正問世之后,能夠成為國際上磁共振影像對比劑領(lǐng)域研究的新標桿。”樊海明信心滿滿。

潛心育人:“課堂上的掌聲我最大的動力”
樊海明曾有八年多的海外學習和工作經(jīng)驗,先后在新加坡國立大學、新加坡南洋理工大學、愛爾蘭國立大學高威分校任職。在外多年,他的目光始終沒有離開過祖國的發(fā)展。2010年,樊海明回到母校西北大學任教。

“剛回來的時候,我跟學生講,要在他們畢業(yè)的時候,培養(yǎng)成為具有世界一流大學畢業(yè)生的科研能力和水平,每個博士都要至少發(fā)表一篇影響因子大于10分的論文!當時他們心里可能覺得‘這位老師在畫餅’?!狈C餍φ劇6嗄陙?,前瞻性的思維引導、手把手的實驗教學、國家級重點科研項目的直接參與、國際學術(shù)會議的現(xiàn)場聆聽……讓樊老師畫的“大餅”一點點變得真實起來。他牽頭成立西北大學納米醫(yī)學與工程研究中心,通過物理、化學、材料、生物、醫(yī)藥等多學科交叉和融合,在納米磁診療領(lǐng)域的多年研究中,形成了一個梯次合理、醫(yī)工交叉、高效實干的科研團隊。

“課堂上,樊老師側(cè)重于激發(fā)興趣,授課內(nèi)容也不局限于課本知識,而是廣泛延伸到其他領(lǐng)域。一堂課不亞于一場頭腦風暴。”本科生徐夢雨說。他還會就一些最新的科學選題,給學生布置一些探索性的作業(yè)。他在化學與材料科學學院首倡開設(shè)“細胞毒性實驗”課程,并親自帶本科生開展小白鼠等動物的實驗。力促學科交叉融合培養(yǎng),源于他深信這是諸多領(lǐng)域顛覆性技術(shù)的重要源頭。

每年的9月,無論多忙,樊海明都會去給大一和研一新生分別上一次“專業(yè)導讀課”,“我最喜歡這兩個課,給新入學的孩子聊聊學科、聊聊前沿、聊聊未來,特別好。更重要的是,從我第一次上這個課,就意外地收獲了學生的掌聲,我覺得好開心!這些年,課堂上學生的掌聲成了我講課最大的動力?!狈C髡f。而這種教學相長、昂揚向上的能量場也一直激勵著樊海明做好學生的引路人。十余年來,樊海明在西北大學先后培養(yǎng)出15名博士、40余名碩士,他們中的大多數(shù)都走上了科研院所和生物醫(yī)藥行業(yè)的一線科研崗位,省級和國家級人才項目陸續(xù)“拿下”,聚焦前沿堅持不懈的態(tài)度,代有傳承。

“作為一名合格的高校教師,人才培養(yǎng)、科學研究與服務社會三個方向缺一不可?!狈C髡J為大學不僅要教授知識,“更應以主動和開放的姿態(tài)促進社會進步”。他也常常勉勵學生“科研不能只停留在發(fā)表論文的層面上”,而是應該擔負起服務國家重大需求、解決“卡脖子”痛點的使命?!霸匐y,總要有人去做科研轉(zhuǎn)化的探路者”,樊海明說。
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