□河南日報記者 李曉敏 實習生 金玉茹

何種抗癌方案更精準？芯片之上，“迷你腫瘤”破壁試藥；離體心臟“遠行”，告別冬眠，入駐恒溫“智能生命艙”。

在河南省醫學科學院（以下簡稱“省醫科院”），這些曾停留于實驗室的前沿突破，正加速涌向臨床應用的疆場。

2023年7月15日，省醫科院重建揭牌。兩載耕耘，一批著眼未來的前瞻性項目在此生根：有的蓄勢待發，沖刺臨床轉化的終點線；有的已邁出實驗室，牽手醫院開啟人體驗證。

值此重建兩周年之際，記者探訪這座崛起中的醫學AI與人才高地，解碼多個實驗室里孕育的醫學“黑科技”，探尋尖端科技如何重塑生命律動

河南省醫學科學院科技展廳內雙螺旋標志

心臟轉運有了“智能豪宅”

心臟移植手術是挽救終末期心臟病患者的最后希望，當一顆心臟需要“搬家”到另一個患者體內時，它能在體外“旅行”多久還能保持生命力？目前技術條件下的答案是4至6小時。

然而，省醫科院電生理所的科研工作者正在改寫這一現狀。他們研發出一套新的轉運系統：離體心臟溫血轉運系統，就像為心臟建造了一座移動的“智能豪宅”，讓心臟在體外環境中存活時長延長數倍。

離體心臟溫血轉運箱

在心臟移植領域，時間就是心肌細胞的生命。現行主流的冷藏轉運技術就像讓心臟進入“冬眠”狀態：將心臟浸泡在4℃~8℃保存液中，通過低溫抑制代謝來爭取時間。但這種“冷藏保鮮”模式存在明顯局限，溫度波動可能造成心肌損傷。

“我們不再讓心臟‘休眠’，而是幫助它保持‘清醒狀態’。”省醫科院電生理研究所所長郝國梁解釋。新系統通過持續灌注特制保護液，讓離體心臟在34℃~36℃的接近生理溫度下維持跳動，就像給心臟建造了一個帶著生命支持系統的“移動房間”。

這個“生命艙”有何神奇之處？

“首先，精密控溫系統將溫差控制在±0.5℃范圍內，避免傳統冷藏的溫度波動；其次，特制保護液含有氧合載體、能量底物等30余種成分，相當于為心臟準備的‘全營養餐’。”研發人員馬飛說，更值得期待的是，內置傳感器可監測心臟電活動、冠脈流量、乳酸值等多項指標，就像給心臟佩戴了移動的“智能心電圖”，心臟健康與否，一目了然。

7月8日，在省醫科院電生理研究所，記者見到了這個被科研人員親切稱為“新房子”的裝置。它外形酷似登機箱，卻裝著精密的生命支持系統。

“這兩個顯示屏，一個是固定的，一個是可以取下來的。”馬飛說，顯示屏可以實時顯示心臟的“健康數據”，一旦指標異常，系統會立即報警，讓醫生能及時干預。

目前，該系統已在動物實驗中取得突破性進展。馬飛說，近日，他們運用該系統轉運了一顆豬心臟，數據顯示，這顆離體豬心臟在24小時后仍保持良好功能狀態。

未來，我們會模擬直升機運輸、公路顛簸等真實場景。”郝國梁教授透露，團隊下一步將開展更多動物實驗，為臨床應用鋪路。

在郝國梁看來，每一顆被成功保存的心臟，背后都是一個有機會獲得新生的生命。未來，隨著技術不斷突破，心臟移植不再受地域限制，不再被時間緊迫所困擾。那時，更多的患者將有機會獲得這份珍貴的“生命禮物”。

“生命魔盒”初顯身手

河南省醫科院AI+類器官芯片平臺實驗室工作人員展示器官芯片

一個手機大小的白色盒子，靜臥在河南省醫學科學院AI+類器官芯片平臺實驗室。別小看它，這個被稱為“器官芯片”的“魔盒”，正孕育著對抗癌癥的新希望。

如今，這項前沿技術已走出實驗室，真正開始幫助河南的癌癥患者挑選最有效的治療方案。

7月9日，該平臺負責人謝鑫告訴記者，今年5月，他們與省腫瘤醫院合作，啟動了一項針對難治、復發婦科腫瘤的研究，標志著國內首個集成類器官芯片與人工智能圖像分析的精準醫療平臺正式邁入臨床驗證階段。

這項研究計劃招募200位晚期卵巢癌、宮頸癌、子宮內膜癌的患者，研究周期預計1~2年。研究人員會利用患者手術樣本或者腹腔積液樣本，在“器官芯片”上培養出“迷你腫瘤”，然后借助器官芯片3D成像和AI系統分析這些“迷你腫瘤”對不同藥物的反應，從而篩選出針對患者最可能有效的個體化治療方案。

目前，已有13位患者受益，50歲的翠燕（化名）就是其中一位。她患有復發性漿液性卵巢癌，一個月前剛做完腫瘤切除手術，醫生提供了五種可能的用藥方案，但哪種對她最有效、副作用最小？傳統的“以身試藥”方式風險高、耗時長。

隨后，她手術切除下來的腫瘤組織，被送到了省醫學科學院“AI+類器官芯片平臺”實驗室，研究人員立刻開始工作。

“我們先將腫瘤組織解離，提取出活的癌細胞，然后將它們‘種’到芯片上不同的格子中培養。”謝鑫說，芯片內部模擬了人體環境，提供氧氣和營養液，一周左右，這些細胞便能生長成微小的細胞團。這就是“類器官”，可以看做是患者腫瘤的“替身”。

關鍵時刻來臨，研究人員依據醫生提供的五種候選方案，開始向不同的“迷你腫瘤”中添加不同的抗癌藥物并分組。4天后，利用3D成像與AI技術，科研人員對芯片上各組“迷你腫瘤”的變化進行精密分析，計算不同藥物方案的抑瘤效果。

“這個過程我們會重復2~3次，確保結果可靠。”謝鑫說。最終，清晰的數據顯示，第三種用藥方案對翠燕的“迷你腫瘤”效果最好，相對抑瘤率達到了71%。這個結果，為臨床醫生制定精準、高效的治療方案提供了強有力的科學依據。

“以前，判斷某個藥對病人是否有效，往往需要病人親身去試，可能承擔無效治療甚至毒副作用的痛苦。”謝鑫感慨，有了器官芯片技術，患者便能在體外，用自己的“迷你腫瘤”提前“試藥”，大大提高了治療的精準性和成功率

這項“AI+類器官芯片”技術，融合了生物學、材料科學、工程學和人工智能，曾被國際頂級期刊《科學》雜志列為“十大新興技術”之一。它不僅為腫瘤患者帶來了福音，更有望改變新藥研發模式，替代部分動物實驗，因為動物和人體環境不同，而“迷你腫瘤”能更準確地反映藥物對人體的真實效果。

看著實驗室里忙碌的景象和那些靜默的器官芯片，謝鑫充滿信心：“這只是個開始。‘生命魔盒’潛力巨大，未來在新藥研發、基因治療、對抗衰老疾病等多個領域，都將大有作為。我們的目標，就是讓這些尖端科技更快、更廣泛地造福患者。

河南迎來“綠色催化劑”

中原納米酶實驗室中試基地生產線正在運轉

7月9日，在省醫科院醫研園中原納米酶實驗室中試基地內，一條生產線正滿負荷運轉，兩名身穿白大褂的科研人員穿梭其間，不時查看數據儀表。

這是全球首條納米酶中試生產線，兩個月前正式投入使用，標志著納米酶技術邁出了從實驗室研發走向產業化的關鍵一步。

“基地總共有4條生產線，目前其中3條已經投產。”中原納米酶實驗室執行主任孫國明介紹，4條生產線全部啟用，年產能可達30噸。

中試基地生產線的核心作用是驗證和優化生產工藝，為實驗室技術實現規模化生產鋪平道路。其主要通過工藝流程優化、小批量試制生產及安全性驗證，通過放大試驗規模來評估技術的可行性，為后續大規模生產提供堅實數據支持。

納米酶，作為一種具有特殊催化性能的納米材料，近年來備受關注。它不僅能模擬天然酶的活性，還具有更高的穩定性與更低的成本，因此在生物醫藥、畜牧業、農業、環境保護等領域展現出廣泛的應用潛力。

中原納米酶實驗室成立于2023年10月。目前，實驗室率先完成技術轉化、從“書架”走向“貨架”的產品是農業納米酶，該技術能在常溫常壓下高效催化空氣氮還原為氨，大幅提升植物氮素利用效率，在作物增產、抗病蟲害增強、土壤連作障礙消減等方面效果顯著。

今年3月，這項技術在河南本土小麥田、黃泛區農場鹽堿地以及一些青菜園中率先進行田間試驗。5月底的試驗結果令人振奮：與常規施肥對照組相比，普通耕地小麥平均增產13.8%，鹽堿地小麥平均增產12.9%，上海青更是實現了20.6%的增長。

“農業納米酶的核心價值在于實現雙贏。”孫國明說，“它既能減少30%的氮肥使用，又能同步提升作物產量8%~18%。”這為河南扛穩糧食安全重任、建設農業強省提供了強有力的技術支撐。

根據實驗室規劃，未來三年內，農業納米酶技術將推廣覆蓋河南2000萬畝耕地，預計2026年，該技術將實現規模化生產與應用。

在中試基地展覽柜前，孫國明拿起一瓶用于畜牧業領域的納米酶產品進行介紹。

“真菌毒素是一類由真菌產生的次生代謝產物，常見于玉米、小麥等谷物中，因其結構中的穩定環氧基團與弱極性特性，難以被常規飼料加工工藝及吸附劑有效清除，已成為全球養殖業面臨的嚴重污染源。”孫國明解釋道，“豬食用含有真菌毒素的飼料后會引起腹瀉等問題，而我們的納米酶能夠高效降解飼料中的真菌毒素，將霉變糧轉化為安全飼料，這不僅顯著降低了養殖業對抗生素的依賴性和環境污染風險，還有效促進了豬的健康成長，提高了養殖效率。”

此外，實驗室在醫用領域也取得突破：基于納米酶技術的抗菌敷料已進入臨床試驗階段，其衍生的抗菌材料未來可應用于無菌衣物、抗菌手機殼等日常用品

實驗室的創新實力已獲全球矚目。其核心納米酶技術入選2025夏季達沃斯論壇“十大新興技術”榜單

展望未來，孫國明表示，實驗室將持續深化研發，加強與各方合作，加速推進納米酶技術在農業、醫療等領域的產業化進程，為河南乃至全國的科技創新與經濟社會高質量發展注入新動能。

（本文圖片均來自河南省醫學科學院）