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上海大學通信學院蔣皆恢研究團隊聯(lián)合復旦大學附屬華山醫(yī)院、瑞士伯爾尼大學合作團隊于2020年4月22日在《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》上在線發(fā)表論文“Individual brain metabolic connectome indicator based on Kullback-Leibler Divergence Similarity Estimation predicts progression from mild cognitive impairment to Alzheimer's dementia”。該期刊是核醫(yī)學領域最具影響力的頂級學術期刊，在JCR及中科院SCI期刊分區(qū)為一區(qū)Top，2019年其影響因子達7.182。上海大學為第一單位，上海大學通信學院博士生王敏為第一作者，上海大學蔣皆恢副教授和華山醫(yī)院左傳濤教授為共同通信作者。該研究依托上海先進通信與數(shù)據(jù)科學研究院、上海大學通信學院特種光纖與光接入網(wǎng)重點實驗室、特種光纖和先進通信國際聯(lián)合實驗室進行。 阿爾茲海默癥(AD)是引起癡呆最常見的老年退行性疾病，其醫(yī)療年花費占國內生產(chǎn)總值的1.47%。由于AD疾病進程不可逆轉，一旦確診絕大多數(shù)已至中晚期癡呆。藥物賴以起效的靶細胞都已經(jīng)凋亡，更無從談藥效。因此早期診斷和干預已成為臨床共識。輕微認知障礙(MCI)為AD癡呆前期，基于MCI臨床基線數(shù)據(jù)對AD轉化進行預測，具有重要的臨床價值。18F-葡萄糖代謝(FDG)正電子發(fā)射斷層掃描成像(Positron Emission Computed Tomography, PET)技術，可在體揭示認知下降過程中的大腦代謝水平變化，但是先前的研究多是基于數(shù)值分布的量化分析，而忽視了各神經(jīng)元之間的代謝相關性，這些代謝相關性可能揭示一些常規(guī)指標難以發(fā)現(xiàn)的微弱病理生理學變化。因此，蔣皆恢研究團隊提出了一種新的基于KL散度估計的、個體代謝連接組學方法，并用于對MCI向AD轉化預測。基于公共數(shù)據(jù)庫ADNI數(shù)據(jù)的研究結果表明，該方法在MCI人群分析中具有較高的有效性、穩(wěn)定性和特異性。使用該方法構建的腦代謝連接組學預測指標，在510例MCI患者中達到了比傳統(tǒng)方法更高的預測效果。本研究為揭示腦內代謝連接異常提供了新思路。論文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00259-020-04814-x

先天性唇腭裂是口腔頜面部最常見的出生缺陷。據(jù)我國出生缺陷監(jiān)測中心1995-2000的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，唇腭裂已躍居為我國新生兒中最常見的先天性畸形。由于唇腭裂的發(fā)病機制不清楚，目前尚無預防的辦法。因此，努力提高唇腭裂的臨床治療水平是最重要的任務。而唇裂手術效果的不穩(wěn)定性和腭裂修復手術后患者上頜骨生長發(fā)育抑制的現(xiàn)象仍然是唇腭裂臨床治療領域面臨的難題。為此，本項目進行了以下幾方面的研究： （1）影響唇裂修復術后效果因素的研究；（2）影響腭裂修復術后效果因素的研究；（3）新的唇裂整復手術設計原理和方法的研究與應用；（4）避免或減輕腭裂修復術后上頜骨生長發(fā)育抑制方法的研究；（5）新的腭裂整復手術設計原理和方法的研究與應用。 結合本項目研究成果編寫出版了《唇腭裂修復外科學》和《唇腭裂手術圖譜》2部專著，在國內外專業(yè)雜志上發(fā)表論文80余篇，其中SCI論文11篇。研究成果被國內外學者引用104次。培養(yǎng)博士研究生12名。主要研究成果中唇腭裂修復的華西法在全國主要的口腔醫(yī)學院校的教學、科研和醫(yī)療工作中得到了廣泛應用。所建立的新的唇裂手術方法被全國40多家大學附屬醫(yī)院和省級醫(yī)院所應用，受益患者已達1萬余人，取得了良好的社會效益。

1 成果簡介本項目在研發(fā)過程中得到了教育部留學人員歸國基金、教育部博士點基金、自然科學基金、國家科技支撐計劃的部分支持，經(jīng)過主持單位和協(xié)作單位的聯(lián)合攻關，經(jīng)過 8 年的時間研究完成的。通過實驗室小試，開發(fā)出可將污泥停留時間和水力停留時間分離的新型多孔微生物載體，研究了好氧-厭氧耦合污泥減量化的機理。采用設計的新型載體構建了中試裝置，進行現(xiàn)場中試和實際應用，取得了一系列突破性的進展和成果，并成功的將該項目應用在生活污水、河道污水和工業(yè)廢水的治理中，在項目研究過程中共申請國家發(fā)明專利 6 項（其中5 項已授權），實用新型 1 項，發(fā)表論文 30 余篇，翻譯教材 2 部。 該項目在實施過程中，主要取得如下幾個方面的技術突破： （ 1）研究了好氧-厭氧耦合體系在處理廢水的同時對污泥減量化的作用機理，開發(fā)出好氧-厭氧多次反復耦合原位污泥減量技術。 （ 2）對多孔載體的結構及對剩余污泥的截流效果進行了全面研究。設計了一種空隙率高、對污泥截流效果好的多孔載體。 （ 3）開發(fā)出以天然高分子為助凝劑的鐵鹽混凝除磷技術。 （ 4）實現(xiàn)了該技術的實際推廣應用，分別應用于處理城市生活污水、農(nóng)村的生活污水、工業(yè)廢水和河道污染治理中。在高碑店污水處理廠進行的運行兩年的 103/d 的中試實驗結果表明，運行效果穩(wěn)定，在水力停留時間為 12h 時，出水 COD 保持在 60mg/L 以下，出水 SS 在 30mg/L以下，兩年不需要排泥。在廣東肇慶處理 5m3/d 的高濃度發(fā)酵制藥廢水（ COD 2000~3000 mg/L），運行近一年的實驗結果表明，在水力停留時間為 27h 時，出水 COD 保持在 100 mg/L 以下，出水 SS 在 50mg/L 以下。 在以上中試試驗研究的基礎上，我們將該技術推廣應用于青島即墨市兩個社會主義新農(nóng)村的生活污水處理（日處理量 150~180 噸），上海浦東區(qū)金家村農(nóng)村生活污水處理（適于不同地理特點的 170 套反應器，服務人口 2120 人），佛山市石角涌河道截污工程（日處理量 1000~3000噸）和河北威遠生物化工有限公司的農(nóng)藥廢水處理項目（日處理量 780 噸）。應用結果表明該技術可以有效地去除廢水中的有機物及氮，同時實現(xiàn)原污泥減量化，而且對于用常規(guī)方法不能去除的有機物（如苯、苯酚等）也可以有效地去除。新型多孔微生物載體技術在污水處理過程中不需要對剩余污泥進行處理，運行管理簡單，運行成本低，具有廣闊的應用前景。2 技術指標生活污水經(jīng)過處理后達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 GB18918-2002》一級B 排放標準；處理生活污水的過程中剩余污泥減量 60~75%；處理河道污水的過程中剩余污泥減量 70~85%；多孔微生物載體的使用壽命在 10 年以上；工業(yè)污水由于種類較多，排放標準不一，需要根據(jù)具體的情況進行確定。3 應用說明本技術主要是應用于新建或者現(xiàn)有污水處理廠污泥減量、廢水處理方面。該技術利用多孔載體和定點曝氣技術，在反應器中實現(xiàn)了沿載體軸向、反應器水流和高度方向的多層次好氧-厭氧反復耦合環(huán)境，從而在同一個反應器中實現(xiàn)好氧-厭氧微生物反應的耦合。實驗室采用人工廢水的小試研究結果表明，該類耦合體系的 COD 去除率大于 90%，而與傳統(tǒng)廢水處理工藝相比，剩余污泥的產(chǎn)率可以減少 90%以上。 對該類耦合體系實現(xiàn)污泥減量的機理研究表明，好氧區(qū)增殖的污泥進入下游的厭氧區(qū)后發(fā)生死亡溶解釋放出胞內蛋白質等組分，進一步被降解成小分子物質，這些物質流入下游好氧區(qū)被污泥再次利用，強化了污泥的隱性增殖；而微型動物的穩(wěn)定存在強化了捕食效應。整個過程伴隨著 CO2、 N2 的釋放，使得進水中有機物以氣體形式脫離體系，從而實現(xiàn)了廢水的凈化處理和剩余污泥的原位減量。 為了進一步將污泥停留時間和水力停留時間分離以實現(xiàn)污泥減量效果，本研究設計開發(fā)了新型的多孔微生物載體。采用設計的新型載體構建了中試裝置，進行現(xiàn)場中試和實際應用，取得了一系列突破性的進展和成果，驗證了新型載體的實際應用效果，并進而成功地將該技術應用在生活污水、河道污水和工業(yè)廢水的治理中，在處理生活污水的過程中可以使污泥減量 60~75%，處理河道污水的過程中可以使污泥減量 70~85%。4 效益分析城市污水處理廠污泥安全處置工作有其艱巨性和復雜性，特別對于污水處理規(guī)模較小，污泥厭氧發(fā)酵無法實施的地方，污泥減量化污水處理技術的應用將成為必要的選擇。通過該技術的實施，可以大量的減少剩余污泥的產(chǎn)量，減少填埋用地，節(jié)約土地資源，避免了對環(huán)境的二次污染。同時，由于污水處理廠對污泥處理量的減少，運行費用隨之降低，而且運行管理簡單，對促進我國水處理事業(yè)的發(fā)展有積極的影響。 該技術既可以用于生活污水的處理也可以用于工業(yè)廢水的處理，適用范圍比較廣，而且在處理污水的同時可以大量的減少剩余污泥的產(chǎn)量。不僅可以減少污水處理設備的投資，而且可以節(jié)省運行費用， 適于中小規(guī)模的生活污水處理及有機工業(yè)污水處理。5 合作方式技術轉讓或合作開發(fā)。