编者按
国家自然科学基金, 是我国支持科学研究的主要渠道, 基金资助的项目数及完成情况已成为衡量科研机构、高校及其附属医院科研水平的重要指标。“十四五”以来,我校围绕国家和自治区重大战略需求,明确“重大科研项目持续发力”工作重心,持续加大科研投入力度,搭建高水平学术交流平台,全面提升师生科研创新能力,促进学校科研创新高质量发展。学校官媒推出“国自然项目”专栏,旨在通过展示我校获批的国家自然科学基金项目,深入挖掘各团队在这些项目里碰撞出的智慧结晶,发挥示范引领作用,推动学校科研水平持续攀升,再创新高。
刘芬工程师团队获批项目的研究基础
该团队成员关注人工智能在生物医学中的应用,尤其在肿瘤生物标志物挖掘、特征提取、特征选择和机器学习建模方面积累了丰富经验。在生物数据搜集、RNA与疾病关系预测、基因组特征分析等领域的研究成果已发表在《Computers in Biology and Medicine》、《IET Systems Biology》和《Frontiers in Microbiology》等SCI期刊。提出的脑肿瘤研究方向与前期研究紧密相关,为该项目提供了重要参考。
项目研究的意义
脑肿瘤是一种高度异质性的恶性肿瘤,治疗策略面临巨大挑战。尽管精准医学和基因测序为脑肿瘤研究提供新机遇,但现有的细胞亚型分类、生物标志物识别和预后模型仍存在局限,难以实现个体化治疗。该项目通过整合单细胞转录组学、表观遗传学数据及深度学习算法,提出创新的脑肿瘤精准诊断与治疗框架,旨在提升肿瘤亚型分类精度,增强生物标志物识别能力,构建更稳健精准的预后模型,为脑肿瘤的早期诊断和个体化治疗提供新路径,从而提高患者生存质量。
项目研究的创新点
该项目提出了基于去噪自编码器的脑肿瘤细胞亚型分类方法,解决了传统方法中的人工干预、噪声干扰和表观遗传学特征忽略等问题,提高了分类准确性和鲁棒性;针对生物标志物的模糊判定和预后与预测标志物的混用问题,该项目采用深度学习与混沌博弈优化算法,分别识别预后和预测生物标志物,提高个体化治疗效果;通过多算法组合和扩大样本量,提高肿瘤预后模型的泛化能力和准确性,为临床提供更精确的预后信息,辅助个体化治疗决策。
项目科学假说及形成
该项目假设通过去噪自编码器和深度学习算法,能够克服传统分类和标志物识别方法的局限,提升精度与准确性。通过融合多组学数据和多算法组合,构建更具泛化能力的脑肿瘤预后模型,为个体化治疗提供精准预测。
该项目结合脑肿瘤分子机制的深入研究和精准医学的需求,设计了系统性的研究框架。通过整合单细胞转录组学、表观遗传学数据和深度学习算法,提出了创新的脑肿瘤细胞亚型分类、标志物识别及预后模型构建方法,推动精准治疗方案的实施,提高脑肿瘤患者的生存率和生活质量。
项目主持人

刘芬,正高级工程师,生物物理学硕士,放射治疗科物理师,从事生物信息学研究。现担任中国辐射防护学会放射治疗分会理事、中国医学装备协会离子放射治疗分会委员、内蒙古自治区抗癌协会放疗专业委员会委员、内蒙古自治区抗癌协会老年肿瘤专业委员会第一届委员会委员、内蒙古乳腺疾病防治学会委员、中国抗癌协会脑胶质瘤专业委员会第一届放射物理专业委员会(学组)委员等职务。主持及参与科研项目12项,以骨干身份承担省部级项目2项。在国内外专业期刊发表论文12篇。其中,SCI 发表论文3篇。参编著作2部。2019年获得内蒙古自治区医学会科学技术二等奖;获批实用新型专利1项。
项目主要成员

杜德成,正高级工程师,理论物理硕士。长期从事生物信息方面的研究,参与过10项省部级及以上科研项目,负责该项目中模型构建的工作。

张洪武,高级工程师,物理学硕士。主要研究方向为放射治疗计划设计。主持校级课题及院级课题各1项,参与厅级项目2项,发表学术论文5篇,获授权专利1项,在该项目中承担特征挖掘工作。

王润梅,主任医师,临床专业硕士,硕士研究生导师。主要研究方向为消化道肿瘤及盆腔肿瘤的放射治疗。主持1项内自然基金项目,参与10余项省部级科研项目,在国内外期刊发表论文10余篇。其中,核心期刊2篇,SCI收录论文2篇。在该项目中承担生存分析工作。

赵立林,注册核安全工程师,辐射防护及环境保护硕士。主要研究方向为影像组学在放射肿瘤学中的应用。参与国家级项目2项,自治区级项目2项,发表学术论文8篇。在该项目中承担肿瘤预后分析工作。

卜志卫,工程师,物理学硕士。主要研究方向为剂量分布研究及图像引导放疗技术探索、综合治疗研究及减轻副作用方法探索。主持校级课题及院级课题各1项,参与省级课题2项。发表学术论文1篇,参编专著1部。在该项目中承担细胞亚型分析工作。
稿件来源:科研处 编辑:刘莎 复审:赛音德力格尔、姜玉霞 终审:安志新