在充滿機遇和挑戰的2021年,李紅良教授團隊始終聚焦心血管代謝領域國際前沿,面向臨床重大需求、突破難點問題,從人才培養、科學研究與轉化、推動醫學學科發展等各方面都取得了新進展、新成效,全面提升了綜合實力,在國際一流科研平臺建設征程上取得了新的歷史突破。

李紅良團隊研究領域涵蓋了心血管疾病、代謝性疾病和新冠肺炎臨床大數據研究等領域,闡明了一系列心臟疾病、脂肪肝炎、缺血再灌注損傷等臨床重大疾病的重要發病機制,發現了一批關鍵作用靶點,研發出一系列小分子先導藥物。為認識心血管代謝性疾病提供了新的重要理論基礎,也為該領域新藥開發提供了一系列新的思路及潛在靶點。

開發出全新心血管代謝性疾病治療藥物

心血管代謝性疾病已成為導致人類死亡的頭號殺手。為了解決心血管代謝性疾病的發病機制和臨床治療問題,李紅良教授團隊近十多年來綜合運用生物大數據、疾病動物模型、人工智能藥物設計等前沿技術,發現花生四烯酸通路是心臟、肝臟缺血再灌注損傷和脂肪肝炎的核心發病機制,并進一步找到了最關鍵的治療靶點—12-脂氧合酶(ALOX12)。根據這一重要靶點,研究團隊開發出了3種高效安全的先導化合物,其中一種全新的小分子化合物(IMA-1)可精準靶向ALOX12-ACC1蛋白相互作用,顯著抑制小鼠和食蟹猴脂肪肝炎發生發展。更為重要的是,這一新開發的先導化合物不會引起高血脂等副作用。系列研究突破性解決了靶向ACC的副作用問題,破解了靶向ACC治療脂肪肝炎的困境。

系列成果于2021年12月15日作為封面文章在《科學?轉化醫學》雜志背靠背同時發表,并被列為亮點研究寫入12月17日出版的《科學》雜志特刊。同時,科研團隊還首次發現ALOX12小分子抑制劑ML355可有效改善小鼠、巴馬豬和恒河猴的心臟缺血再灌注損傷,顯著提升心功能,為深入探索心臟缺血再灌注損傷、改善心梗患者預后、提高患者生存率提供了重要支撐。

圖1: A. IMA-1抑制ALOX12和ACC1蛋白互作結構圖;圖B. IMA-1治療脂肪肝炎效果(紅色染色區域代表肝臟纖維化程度)

發現一系列代謝性疾病關鍵治療靶點

肥胖、2 型糖尿病以及 NAFLD 是代謝綜合征的主要誘因,為了更好地解決這些健康威脅,李紅良教授團隊對疾病發病機制進行了深入探索。采用大規模系統生物學篩選分析、免疫熒光、過表達腺病毒處理等先進技術,研究團隊發現TMBIM1是通過降低PPARγ的穩定性而抑制脂肪生成,是一種有效抑制脂肪生成的全新因子,為加深脂肪生成調控機制的認識提供了潛在分子靶點與新思路;發現Nemo樣激酶(NLK)作為一種新型肝糖異生負調控因子,促進CRTC2和FOXO1核輸出,在糖異生調節網絡中起著關鍵作用,NLK可能成為2型糖尿病的潛在治療靶點;為了進一步闡明NAFLD的發病機制,團隊還發現了一系列重要分子,如MAVS、SNX8、RNF5、RGS5等,它們都是NAFLD發展的關鍵分子,是NAFLD預防和治療的潛在藥物靶點。系列研究成果發表在Cell Metabolism、Hepatology等國際權威雜志。

圖2:TMBIM1調控脂肪生成新機制 圖3:NLK促進CRTC2和FOXO1核輸出

研究發現驅動心血管疾病危險因素

心血管疾病已成為全球死亡率增加的主要原因。近年來,隨著社會的發展、人民生活水平的提高以及生活方式的改變,代謝危險因素已成為心血管疾病發病率逐年上升的重要原因。李紅良教授團隊通過應用全球疾病負擔研究的方法框架,分析了1990年至2019年全球缺血性心臟病疾病負擔和15個相關的一般危險因素,發現代謝危險因素已成為缺血性心臟病的主要驅動因素,并為不同國家及地區缺血性心臟病防治政策的制定提供了有力依據。此外,團隊還發表了相關綜述總結了代謝因素驅動多種心血管疾病發展的流行病學趨勢和病理生理機制等。系列研究成果發表在Cell Metabolism、Cir Res等國際權威雜志。

圖4:1990-2019年全球缺血性心臟病病例增加情況

解決新冠用藥難題、開發風險評估工具

新冠病毒仍在威脅全球人類健康。在最初的新冠患者治療過程中,激素應該如何使用一直是個頗具爭議的問題。為了破解這個難題,李紅良教授團隊通過建立新冠住院患者數據庫,開展新冠患者回顧性和多中心隊列研究,發現新冠患者入院時嗜中性粒細胞與淋巴細胞比值(NLR)> 6.11的患者,使用皮質類固醇激素能夠降低他們的死亡風險。因此,該研究首次明確了新冠肺炎治療中糖皮質激素用藥的邊界,提出NLR可作為新冠患者是否需要接受激素療法的判斷標準。此外,團隊還開發了兩種臨床適用的新冠風險評估工具(OURMAPCN評分和PAWNN評分),根據有限數量的臨床參數來識別具有較高死亡風險的新冠患者。這些易于實施的風險評估工具能夠幫助臨床醫生及時判斷病人風險動態變化,及時調整救治方案并優化醫療資源分配。系列研究成果發表在Cell Metabolism、Med(N Y)等國際權威雜志。

圖5:新冠肺炎治療中糖皮質激素用藥的邊界

據了解,2021年,李紅良教授團隊已在Cell Metab、Sci Transl Med、Circ Res、Hepatology、Trends Mol Med 等國際權威雜志共發表研究論文29篇,其中SCI影響因子高于10的有15篇,高于20的有5篇。據統計,過去十多年來,團隊以人民醫院為第一單位共發表研究論文136篇。

在學科領域方面,連續七年入選高被引學者。2021年4月22日,國際權威學術出版社愛思唯爾(Elsevier)重磅發布2020“中國高被引學者”(Highly Cited Chinese Researchers)榜單,李紅良教授入選臨床醫學領域榜單。該榜單自2015年首發,至2021年已是第七次發布,李紅良教授已連續七年獲得此項榮譽。該榜單選出的是各學科最具全球影響力的中國學者,是衡量一位學者科研成果表現和學術能力的重要標準,受到國內外眾多媒體和學者的高度關注。

2021年9月22日,全球學者庫發布了“2020年度中國心血管內科領域高價值論文TOP100”榜單, 武漢大學李紅良團隊共有10篇論文入圍該榜單TOP50,是入選論文數最多的心血管研究團隊。

據介紹,模式動物研究所是支撐武漢大學醫學領域的學科發展、科研水平提升和高層次人才培養的重要載體,同時也是提供醫學研究引領性服務的高端科研機構。過去十多年,李紅良教授團隊堅定不移地以醫學學科建設為引領,推動附屬醫院高質量發展,支撐人民醫院和中南醫院學科建設、科學研究、人才培養等成效顯著。

過去十三年來,團隊服務人民醫院心內科、腫瘤科、消化內科等科室人員1000余人,各科室累計利用研究所平臺發表論文700余篇,申請獲得并開展國家項目100多項。據2021年10月發布的“2020年度中國醫院/中國醫學院校科技量值(STEM)”排行榜,人民醫院心血管學科排名提升至歷史最高第3位;心血管學科科技產出全國第2位。據國際機構檢索及分析,全球心血管領域2020年研究活躍度,人民醫院居全球第4,中國第3。

李紅良教授團隊穩步推進武漢大學中南醫院高起點、高級別、高水平科研平臺建設。2021年,醫學科學研究中心科研服務能力不斷提升,支撐學科發展效果顯著。近5年,整體服務人次增長近5倍,2021年服務總量為29.03萬人次,中心入駐課題組183個,已實現醫院學科全覆蓋;已累計培訓科研人員4萬余人,第二臨床學院學碩研究生覆蓋比例為100%。各平臺精密實驗儀器使用機時平均提升約289%,其中,流式細胞儀使用人次年增幅157.1%,全自動玻片掃描儀年增幅229.7%。在學科建設方面,團隊通過探索對全院各學科的支撐服務模式,進一步提升了醫院學科發展水平。

新的一年,團隊將以解決重大臨床實際問題為導向,不斷向科學研究的深度和廣度邁進,促進科技成果向現實生產力轉化,推動引領醫學科技創新發展,為健康事業發展貢獻力量。