首届北大屠呦呦青年学者奖:金红芳

编者按

医学的突破和创新

铸成人类对抗疾病的阶梯

疾病的本质是什么

其间又有什么规律可循

问题的解答需要长期的艰难探索

需要基础医学与临床医学的深度融合

需要具备强大研究能力的医学领军人才

首届北大屠呦呦青年学者奖获得者

北京大学第一医院

儿科金红芳教授

多年深耕科研一线

全心探索疾病机制

是医师科学家的优秀代表

潜心研究 引领国际前沿

金红芳的医学生涯开启于同济医学院,完成本科阶段的临床学习后,她来到北京大学第一医院儿科心血管团队,师从杜军保教授攻读博士,钻研气体信号分子领域,并由此奠定了从事科研的基石。

1998年,一氧化氮作为第一个气体信号明星分子获得诺贝尔生理学和医学奖,身处前沿的气体信号分子研究热度不减,有许多研究小组投身其中寻求新的突破。金红芳所在的团队在新型气体信号分子硫化氢研究领域处国际领先地位。当时金红芳的愿望是在导师的带领下,通过不断创新,产出创新性科技成果,保持该团队在国际该领域的领跑地位。

故事的开头往往是艰辛的,成功的闪光其实蕴含一次次的失败,金红芳经历了实验技术从青涩到熟稔的枯燥练习,她还记得当时动物造模的千锤百炼,做实验到凌晨的全心投入和深夜离开实验室的夜色静谧,在这艰难的历程中她飞快成长。她开创性地发现新的气体信号分子硫化氢调控血管平滑肌细胞增殖的表观遗传学新机制;揭示H2S对靶蛋白NF-κB进行巯基硫化(Pro-SSH)的翻译后修饰调节模式,从而揭示了硫化氢血管生物学调控新机制。更为重要的是,她将基础研究与临床研究相结合,阐明了硫化氢等血管活性小分子作为生物标志分子在儿童功能性心血管病临床诊断及个体化治疗中的重要价值。

在每日紧张实验之余,她以主动的姿态,深入探索科学问题。从已有的知识和经验出发,长期积累形成的科学品味指引她逐渐将硫化氢气体信号分子研究扩展到新的含硫气体信号分子的探索。

金红芳突破长期以来人们将二氧化硫视为大气污染物及废气的传统认识,首先发现大鼠心血管系统存在内源性二氧化硫生成体系,心肌及各级血管组织中均可检测到内源性二氧化硫含量以及二氧化硫生成关键酶AAT基因表达和蛋白活性,并将内源性二氧化硫生成定位于线粒体、内质网及溶酶体等重要细胞器。在此基础上过表达AAT可增强内源性二氧化硫生成,而敲低AAT可抑制内源性二氧化硫生成,进一步证实AAT是心血管系统中调节内源性二氧化硫生成的关键酶,开创性地发现机体心血管组织存在内源性二氧化硫生成体系。

为了进一步探索内源性二氧化硫的心血管生理学意义,金红芳从血压及心血管舒张功能调节等功能学角度切入,发现二氧化硫可降低血压、舒张血管,对心肌具有负性肌力调节作用,阐明二氧化硫促进sGC二聚体形成、激活cGMP/PKG通路以及抑制L型钙通道是二氧化硫发挥上述心血管效应的重要机制。在此基础上,发现内源性二氧化硫对血管结构的调节具有重要意义。由此,揭示了内源性二氧化硫具有重要的心血管生理学调节作用。

为了进一步探索内源性二氧化硫的病理生理学意义,金红芳及其团队发现内源性二氧化硫是机体重要的内源性防御体系,该体系异常是动脉粥样硬化、高脂血症、高血压、肺动脉高压、血管钙化、心肌肥厚及心肌缺血再灌注损伤等重大心血管疾病发生的重要机制,揭示二氧化硫心血管保护机制,包括抑制血管平滑肌细胞表型异常转化及增殖,诱导其凋亡,缓解血管胶原重塑,保护血管内皮细胞,保护心肌线粒体,维持细胞内钙稳态,抑制氧化应激,抑制细胞过度自噬及内质网应激反应等。内源性SO2具有重要的心血管病理生理学意义,对心血管系统的保护作用具有普遍性意义。

据此,金红芳首次提出:“内源性二氧化硫是心血管调节的(第四种)气体信号分子”。世界多个国家及地区也相继形成内源性二氧化硫的研究中心,内源性二氧化硫在其他系统中生物学调节作用的研究相继广泛开展,引起生命科学与医学领域的广泛关注,形成了内源性二氧化硫生物学研究的新领域。

教书育人 注重人才培养

育人以德为先,金红芳常常告诉学生要树立正确的人生观和价值观,培养良好的医德医风和严谨的科研作风,引导学生时刻为他人和集体考虑。

秉持“以理论与实践为基础,以知识创新为引领”的教育理念,她注重培养研究生的创新精神、创新思维及创新能力,通过“共性培养与个性化指导相结合”的培养方式,给予学生充分的关注和鼓励,激发学生的主观能动性,启发学生突破学术前沿,推动学生自驱成长。她根据自己的成长经历,通过互动,敦促学生思考问题、解决问题的能力。

金红芳还根据多年经验总结提出了基于“APCE循环”的教学管理模式:指导学生制定学习目标(Aim, A)、进行学习实践(Practice, P)、定期检查学习进展(Check, C)并进行评估(Evaluation, E)反馈确定下一步目标,根据每个学生的特点建立个性化“APCE循环”。

多年的潜心付出取得了丰硕的果实,她培养的学生在国际心血管领域发表系列高水平研究成果,毕业后入选优秀青年人才引进计划,受聘研究生导师,成为所在单位的骨干力量;她培养的研究生,多人获批国家自然科学基金青年基金项目,成为新一代的优秀医学科技人才;她所带领团队的优秀后辈,荣获国家“万人计划青年拔尖人才”。

视屠呦呦为楷模的金红芳非常倾慕学术偶像的精神,她身上那份纯粹与专注,那种沉静的勇气和全力以赴的坚持,也潜移默化影响着追随她的学生们。

医学创新 撰写国际指南

金红芳说自己做科研的动力来自解决临床问题的初心,一流学术文章的发表是科研工作的水到渠成。她告诉我们,基础医学研究不能仅仅停留在发表重要论文,最终还是要把新发现变成能够诊治疾病的新策略,能够改变医学现状的知识力量。作为兼具精湛医术和很强科研能力的“医学科学家”,需具备探索揭示疾病的发生机理、研究和开发新的诊断方法和治疗手段的能力。

儿童常见的晕倒,在医学中被称为儿童晕厥,是由于短暂的脑供血不足导致的一过性意识丧失及体位不能维持的症状。儿童晕厥病因很多,自主神经介导性晕厥最常见,心源性晕厥最凶险。晕厥的经历对患儿身心造成伤害,部分患儿甚至有猝死风险。因此,规范儿童晕厥的诊治,不断提高诊治水平对患儿、患儿家庭及社会均具有重要意义。

直到上世纪90年代,国内外尚无对儿童晕厥的系统性诊治思路,我国有近80%的患儿不能获得明确诊断,更谈不上系统治疗。

金红芳围绕影响儿童健康的重要急症——儿童晕厥的发病机制、诊断与治疗进行了系统、深入的创新性研究,在新疾病的发现与提出、晕厥诊治及基于生物标志物的个体化治疗等方面取得了突出成就,引领国内外相关专业领域的发展与进步。

金红芳及其团队在国际上首次发现并提出儿童存在坐位不耐受、坐位性高血压及坐位性心动过速综合征等疾病,通过大规模临床研究,建立了相应诊断标准,扩大了儿童晕厥及心血管病基础疾病谱,显著提高了相关疾病的诊断水平。她们的改良Calgary晕厥症状评分是一种对病史、诱因、环境、发病表现等进行综合评估的评分量表,可以将心源性晕厥快速地鉴别出来,灵敏度和特异度均较高,有助于在临床上鉴别血管迷走性晕厥与心源性晕厥。

针对儿童晕厥及功能性心血管的个体化治疗这一世界难题,金红芳教授及其团队先后发现大量生物标志物或标志预测指标,有效地预测儿童自主神经介导性晕厥的不同治疗方式的疗效,在国际上率先提出了儿童晕厥治疗决策系统,并将其运用于临床实践,指导儿童功能性心血管病的临床诊治,显著提高了儿童功能性心血管病的治疗水平,将儿童晕厥治疗有效率从65.6%提高至91.9%。

研究成果的核心内容被纳入美国及加拿大晕厥指南,被写入《儿科学》《儿科心血管系统疾病诊疗规范》及《儿科心脏病学》等教材和专著。金红芳在国内外儿科医疗单位积极推广儿童晕厥及功能性心血管病诊治适宜技术,推动国内外百余所医疗机构相继开展相关疾病的诊治工作。基于上述研究成果,金红芳作为核心专家制定了全国儿童晕厥诊治指南/专家共识,主持、组织制定了儿童青少年晕厥诊治国际指南,该国际指南进一步规范了儿童晕厥基础疾病的诊断、鉴别诊断及防治策略,从而标志着我国儿童晕厥等功能性心血管病的整体研究与临床水平已跻身于国际领先行列。

金红芳致力于探索疾病的本质和规律,开发临床诊疗的新技术和新方法。她作为探索医学奥秘的科学家,坚持科技创新,引领国际领域前沿;教书育人,培养大批优秀人才;面向人类健康,探索新的疾病及其诊治策略。她以自身做桥梁,联通着生命科学研究和临床医学的发展。


奖项简介

北京大学屠呦呦青年学者奖由诺贝尔生理学或医学奖获得者、北京大学医学部杰出校友屠呦呦捐资设立,为北京大学医学部医药卫生科技领域青年科技奖励奖项中最高规格奖项,用于资助和鼓励在医药卫生科技领域中作出原创性突出贡献或取得原创性、突破性科技成果的北京大学医学部杰出青年科技人才。

在北大医学办学110周年之际,在各学院、直属附属医院及直属实体科研机构组织提名的基础上,医学部组织了首届“北京大学屠呦呦青年学者奖”评审工作。经评审委员会评审,共评出“北京大学屠呦呦青年学者奖”3名:药学院分子与细胞药理系刘涛研究员、药学院化学生物系夏青教授、第一医院儿科金红芳教授。




(来源 / 《北医》报2022年11月15日第3版  采访 / 武慧媛、毛华越  图片 / 受访者提供)