机器学习在医用金属材料特性研究中的应用

背景:机器学习与医用金属材料的结合,弥补传统实验和计算模拟的低效性和高成本的不足,通过分析大量数据快速准确地预测金属材料特性,优化材料设计和性能,提高医学应用的安全性和效率。目的:总结并归纳机器学习在医用材料特性中的研究进展及不足。方法:由第一作者通过计算机检索中国知网、PubMed、X-MOL和Web of Science数据库2013年1月至2023年4月的相关文章。中文检索词为“医用金属材料机器学习,医用钛合金,医用镁合金,医用金属材料性能”,英文检索词为“machine learning medical metal materials,medical stainless steel alloy,medical cobalt-chromium alloy,medical titanium alloy,medical magnesium alloy”,最终纳入70篇相关文献进行归纳总结。结果与结论:①随着传统实验和计算模拟方法所产生的大量数据的可获取性提高,机器学习作为材料设计方法的引入为材料科学研究开辟了新的范式。②机器学习工作流主要分为4个部分:数据收集及预处理、特征工程、模型选择及训练和模型评估,每个环节不可缺少。③医用金属材料分为:不锈钢共基合金、钴铬合金、钛合金和镁合金。针对不锈钢共基合金,机器学习预测其力学性能,要提高机器学习的泛化能力;针对钴铬合金,机器学习预测其力学性能,可得出钴铬合金为髋关节植入物的最佳材料;针对钛合金,机器学习预测其力学性能,可选择出力学性能最优异的植入物;针对镁合金,机器学习预测其耐腐蚀性和力学性能,集成模型可准确预测镁合金的力学性能,随机森林模型可预测镁合金作为血管支架时的最优元素含量。④机器学习在医用材料领域存在一定局限性,如模型相对滞后、数据未能标准化及泛化性较低;未来研究解决此类问题应充分利用深度学习和分割算法技术,使用统一标准数据,改善模型提高泛化能力。

深低温冻存胃癌样本的核酸与蛋白质质量控制研究

目的：探索上海市瑞金医院低温冻存0～10年胃癌样本的核酸与蛋白质质量。方法：随机抽取2003年至2014年间库存手术切除胃癌标本24对（共48份）。1％琼脂糖凝胶电泳检测DNA与RNA纯度及完整性，同时增加了RIN值评估法检测RNA完整性；BCA法检测样本蛋白质浓度，考马斯亮蓝法测定蛋白质分子完整性。结果：将组织标本按冻存年限分成四组（〈2年、3～5年、6～8年和〉9年），各组之间DNA完整性差异无统计学意义（P〉0．05），正常胃组织的DNA降解程度比胃癌组织高（P=0．023）；四组之间的RIN值检测显示，冻存6年以上组的RIN值有明显下降（P=0．018）；各组间的蛋白质浓度无显著性差异，考马斯亮蓝法测定蛋白质分子条带完整性存在显著性差异。冻存〉9年组仅出现少量低分子量条带（平均36．5kD），冻存6～8年组尚有中等分子量（平均65．63kD）条带，冻存3～5年组有高分子量（平均127．5kD）条带，冻存短于2年组仍可见大分子量（平均160kD）条带。结论：长期低温冻存对DNA影响最小，超过5年组RNA和大分子量蛋白质降解较多，但中小分子量蛋白质保存完好。

生物人工肝的研究与进展

目的:分析近些年来生物人工肝相关的研究,对生物人工肝的发展作一总结。资料来源:以bioartificial liver,liver cell,hepatocyte culture,bioreactor为检索词,检索Ovid、SpringerLink数据库(1990-09/2008-09);以生物人工肝、肝细胞、细胞培养、生物反应器为检索词,检索维普数据库、中国期刊网及万方数据库(1990-09/2008-09)。文献检索语种限制为英文和中文。资料选择:纳入有关生物人工肝肝细胞、反应器及辅助装置的研究,排除生物人工肝免疫和动物传染的研究。结局评价指标:①生物人工肝肝细胞的来源、数量及培养方式。②生物反应器的类型及主要结构膜的性质及类别。③生物人工肝供氧及温控装置的构成。结果:计算机初检得到3898篇文献,根据纳入排除标准,对29篇进行分析。生物人工肝是在体外生物反应器中培养肝细胞,当患者的血液流经生物反应器时,通过半透膜或直接接触的方式与培养的肝细胞进行物质交换,使其中的肝细胞发挥解毒、合成、生物转化等功能,以达到支持和治疗目的。它不但具有解毒功能,而且还能参与3大营养物质代谢,分泌促进肝细胞生长的物质等,可有效替代肝脏的解毒功能和合成功能,并可较好地预防肝性脑病、肝昏迷和脑水肿,临床上可作为肝衰竭患者肝移植前的过渡辅助措施。结论:生物人工肝研究虽然取得了重大进展,但仍然面临寻找理想肝细胞来源,长期维持肝细胞的活性和功能,进一步优化反应器设计等问题。

γδ T细胞诱导与分化的初步研究-Ⅰ

目的:探讨在异戊烯焦磷酸(IPP)作用下,健康人外周血和新生儿脐带血中γδT细胞的增殖和亚型变化,以期获得足够的具有不同特征的γδT细胞用于后续的实验研究。方法:流式细胞术分析经IPP诱导的单个核细胞表面分子的表达状态,评估其γδT细胞的比例、亚型和表型格局。结果:健康人外周血和新生儿脐带血中γδT细胞数量虽占较低比例,但两者的γδT细胞存在显著异质性。健康人外周血γδT细胞主要以Vγ9Vδ2 TCR亚群为主;初始分选的外周血单个核细胞中Vγ9Vδ2T细胞主要为中央记忆型(CD27+CD45RA-)和效应记忆型(CD27-CD45RA-);IPP诱导后,γδT细胞显著扩增,Vγ9Vδ2 T细胞亚群转变为以效应记忆型为主,并高表达HLA-DR和B7分子。而新生儿脐带血来源的γδT细胞却呈现出较为复杂的亚群异质性,其Vγ9Vδ2 T细胞主要为CD27+CD45RA+的幼稚型细胞;经IPP诱导14天后,γδT细胞获得扩增(比例增高)且Vγ9Vδ2 T细胞趋向中央记忆型和效应记忆型分化,但仍以幼稚型为主。结论:健康人外周血和新生儿脐带血中γδT细胞在数量、亚群诸方面存在差异;IPP具有诱导和扩增外周血γδT细胞的生物学作用,而脐带血来源的γδT细胞还需相关细胞因子的协同作用,才能呈现出其分化成熟为可用于理论研究和临床实验的效应记忆型γδT细胞的潜能。关于其具有的免疫调节和效应功能将另文报道。

改良胶原酶经腹主动脉灌注消化法分离大鼠肝细胞

背景:良好的分离技术是获取高活性肝细胞的前提。目前,国内外普遍采用的是经门静脉的两步胶原酶灌注法。但该方法仍存在胶原酶用量大、操作繁琐、流程长、对设备要求较高等问题。目的:寻找一种简单有效的大鼠肝细胞分离培养方法。方法:取SD大鼠10只,按改良经腹主动脉灌注法分离培养大鼠肝细胞,重复10次分离肝细胞实验,观察各项指标结果并与已发表文献进行对比分析。以SD大鼠作肝细胞供体,采用Ⅳ型胶原酶经腹主动脉灌注,供体肝脏肝门部结构﹑肝上及肝下腔静脉封闭保留胶原酶消化分离获取肝细胞,经200目和300目筛滤过,滤过后的悬液转移至离心管中分别以1000,500,300r/min离心各3min以纯化肝细胞,以锥虫蓝染色法测细胞活性,在倒置显微镜下观察肝细胞纯度及形态变化。结果与结论:胶原酶消化法所获取的肝细胞纯度高、形态完整、活性高。提示改良胶原酶经腹主动脉灌注消化法是一种较好的肝细胞分离方法。

槲寄生凝集素的制备与免疫学功能研究

目的:分析从中国槲寄生中提取的55 kD凝集素诱导T淋巴细胞增殖和肿瘤细胞凋亡的免疫学活性。方法:通过CM-Sepharose和ConA柱分离和纯化了分子量为55 kD的槲寄生凝集素。用流式细胞术和ELISA检测纯化的槲寄生凝集素诱导T淋巴细胞表型和细胞因子分泌格局。并经Annexin V染色法研究其诱导肿瘤细胞凋亡的免疫学机制。结果:从中国槲寄生中分离纯化了由两个30 kD亚基组成的55 kD槲寄生凝集素蛋白,其具有特异诱导人γδT细胞扩增和以Caspase依赖途径诱导Jurkat细胞凋亡,并能促进TNFα-释放和抑制IL-10的释放的作用。结论:中国槲寄生凝集素具有免疫学调节作用和诱导肿瘤细胞凋亡作用。在研究抗肿瘤和免疫学机制中具有应用价值。

结肠癌K-ras突变与对西妥昔单抗耐药的实验研究

目的:研究结肠癌K-ras基因突变导致对西妥昔单抗耐药的可能机制。方法:通过基因测序及免疫细胞化学染色,筛选表皮生长因子受体(EGFR)表达阳性,同时K-ras基因呈突变型及野生型的结肠癌细胞各1株,应用细胞增殖实验(CCK8方法)、流式细胞技术(Annexin V标记),检测西妥昔单抗(C225)在体外对结肠癌细胞增殖和凋亡的影响。同时用K-ras呈野生型和突变型的结肠癌细胞株,分别建立裸鼠皮下移植瘤模型,分成HT29-C225、HT29-NS、SW620-C225及SW620-NS组,给予西妥昔单抗(每3天注射1次,每次0.5mL,共4周)。治疗后,绘制肿瘤生长曲线,用TDT介导的缺口末端标记技术(TUNEL)检测细胞凋亡,用定量PCR、免疫组织化学染色(IHC)及蛋白印迹(Western-blot)等技术检测移植瘤标本中EGFR信号转导通路中AKT及其磷酸化蛋白的表达。结果:体外增殖及凋亡实验显示,西妥昔单抗对不同K-ras基因型的结肠癌细胞均未能显示细胞毒作用。而体内研究发现,西妥昔单抗能明显抑制K-ras野生型结肠癌裸鼠皮下移植瘤的生长,但对K-ras突变型者抑制作用较差。对K-ras突变型结肠癌裸鼠皮下移植瘤的定量PCR检测结果显示,西妥昔单抗治疗组裸鼠的AKT基因表达率高于对照组。IHC及Western-blot显示,西妥昔单抗治疗组与对照组间AKT蛋白的表达率无明显差异,但西妥昔单抗治疗组裸鼠的p-AKT表达率高于对照组。结论:K-ras突变状态与西妥昔单抗的疗效相关,K-ras突变型者EGFR信号通路中的衔接蛋白AKT呈自主激活状态,该基因突变可能是导致对西妥昔单抗耐药的机制之一。

微囊化细胞冻存的研究进展

背景:细胞微囊化为细胞大规模、高活性体外培养及长期存储提供了新的途径,低温保存是目前保存细胞的重要方法,技术日新月异,复苏细胞在临床和基础研究中的应用越来越多。目的:分析近年来微囊化细胞冻存的相关研究,对微囊化细胞冻存技术的发展作一总结。方法:以"微囊,冻存"为检索词,检索中国期刊网(1979/2010)及维普数据库(1989/2010),限定文章语言种类为中文;以"Cryopreservation,Microencapsule"为检索词,检索PubMed数据库(1979/2010),限定文章语言种类为English。纳入含有微囊化细胞冻存的研究,排除其他形式细胞冻存的研究,结果以各种细胞微囊化后进行冻存处理后产生作用为指标,共检索到43篇文献。结果与结论:随着生物人工肝与以及其他细胞移植研究的深入,对微囊化细胞的需要量将显著增加,微囊化细胞的低温保存技术已成为保正其顺利应用的关键技术之一。目前,微囊化细胞的低温保存技术已经开展了不少研究,有多项研究结果表明复苏后微囊化细胞的存活率和生物学功能都能保持较好的水平,但相关机制仍未完全阐清,各种冻存方法还需要优化。

王阳明心学思想在当代医学教育中的价值及运用

王阳明的心学思想以心即理、致良知、知行合一等观点作为核心内容,是中国传统文化的精华,自问世以来影响了无数后来者人生观、道德观的形成,成为了中华民族宝贵的精神财富。不仅如此,在当代中国,其依然具有极其深远的现实意义,值得我们进一步学习与探索。学习理解阳明心学的真正内涵,并用于解决当前医学教育中存在的实际问题,可有助于建立更加科学的、专业知识与人文教育并重的高等医学教育制度。灵活运用阳明心学的基本观点,可以帮助培养出更多专业素养与人文精神兼备的高素质医学人才,鼓励医学生群体通过“事上练”从实践中真正掌握所学的知识,成为一名合格的医务工作者,并使“致良知”的精神贯穿其职业生涯的始终。

槲寄生凝集素蛋白诱导肿瘤细胞凋亡的实验研究

目的研究从中药槲寄生中制备的槲寄生凝集素蛋白诱导肿瘤细胞凋亡机制。方法用经典的染色技术、流式细胞术、MTT法分析经分子生物学方法分离纯化的槲寄生凝集素蛋白诱导肿瘤细胞凋亡形态特征,AP峰值和抑制肿瘤细胞增殖的抑制率以研究其诱导肿瘤细胞凋亡机制。结果槲寄生凝集素蛋白具有诱导肿瘤细胞凋亡和显著抑制和阻断肿瘤细胞增殖且以Caspase依赖的方式发挥其生物学作用的。结论槲寄生凝集素蛋白具有直接抗肿瘤作用,在肿瘤免疫学的基础和临床应用研究中具有前景。

上海市金山区胆石症患者的临床特征分析

目的:探讨上海市金山区胆石症患者的临床特征。方法:回顾分析2010年7月—2012年12月上海市金山区各医院收治的3455例胆石症患者的临床资料。结果:有胆石症临床症状的患者3127例(90.5%),无症状者328例(9.5%)。有症状的男性患者比例低于女性;无症状的男性患者比例高于女性,差异有统计学意义(P<0.05);无症状胆石症患者随着年龄的增加而减少,差异有统计学意义(P<0.05)。发病部位以胆囊为主,发生率为54.5%。胆石症患者是否有症状与体质量指数和胆石症发病部位无关(P>0.05)。结论:上海市金山区属于胆石症高发地区,胆石症患者是否有症状与患者的性别及年龄有关,与患者胆石症的发病部位、体质量指数无关。

医学本科教育中开展大学生创新性实验计划的研究与探索

开展本科教育阶段大学生创新性实验计划是我国高等教育改革中的重要举措。大学生创新性实验计划是指本科阶段在校学生个人或创新团队选择一名导师,在导师的指导下完成研究课题设计并开展相关实验研究,通过对实验结果的总结与统计分析撰写研究报告。

以健脾为基础的复方辨证治疗对老年胃癌患者生存期的影响

背景:胃癌是最常见的恶性肿瘤之一,中医药已广泛用于胃癌的临床治疗,但尚未见到较大样本临床对照研究对其疗效进行评价。目的:通过对220例老年胃癌预后的分析,研究以健脾为基础的中药复方辨证治疗对老年胃癌预后的影响。设计、场所、受试者和干预措施:采用前瞻性同期病例对照研究方法,将65岁及以上老年胃癌病例(来自上海龙华医院肿瘤一科、瑞金医院消化外科和仁济医院普外科)分为接受中药复方辨证治疗的中药组和未接受中药治疗的非中药组。主要结局指标:依据临床病理分期,是否接受根治性手术和化疗进行分层。运用单因素及Cox多因素回归分析方法分析两组病例的临床病理因素及手术、化疗以及中药治疗对预后的影响。结果:共有220例病例纳入研究。中药组89例,非中药组131例。总体220例病例的Cox多因素回归分析表明,影响老年胃癌患者生存的独立的预后因素分别是临床病理分期、手术方式、化疗和中药治疗(P<0.01)。服用中药的相对危险度为0.322,95%可信区间在0.212～0.489。中药组中位总生存期为41.129个月,1、3、5年生存率分别为85.2%、55.6%、45.7%;非中药组中位总生存期为17.195个月,1、3、5年生存率分别为63.9%、26.9%、21.9%。对未手术或术后复发转移的晚期胃癌分层研究,Cox多因素回归分析示,中药治疗和化疗是影响老年晚期胃癌患者总生存期独立的保护性因素(P<0.01),服用中药的相对危险度为0.421,95%可信区间在0.255～0.693;晚期中药组(36例)中位总生存期为17.819个月,晚期非中药组(60例)中位生存期为8.548个月。对临床病理分期为Ib-Ⅳ(T4N1-3M0、T1-3N3M0)接受根治性手术(R0)且接受3个及以上周期术后辅助化疗病例的分层研究结果显示,术后中药组和术后非中药组的无病生存期和总生存期均未达到中位数,故未作Cox多因素回归分析;术后中药组(33例)1、3、5年无病生存率分别为97.0%、59.9%、50.4%,1、3、5年生存率分别为100.0%、74.1%、61.4%;术后非中药组(69例)1、3、5年无病生存率分别为82.6%、51.1%、51.1%,1、3、5年生存率分别为86.9%、55.6%、55.6%。结论:以健脾为基础的中药复方辨证治疗可改善老年胃癌的总体预后,是老年晚期胃癌预后的有效保护性因子,对老年根治性胃癌术后无病生存期和总生存期的影响需要继续随访评价。

结肠癌组织中TGFβ_1及其Ⅱ型受体和Smad4蛋白的表达

目的探讨转化生长因子-β(TGF-β)通路中TGF-β1及其Ⅱ型受体(TβRⅡ)和Sm ad4的关系,及其在结肠癌中的可能作用机制。方法用EnV ision免疫组化法检测38例石蜡包埋人结肠癌标本中TGF-β1、TβRⅡ和Sm ad4蛋白的表达情况。结果TGF-β1阳性率为52.6%(20/38),65.8%的TβRⅡ和63.2%的Sm ad4表达下降。Sm ad4的表达与肿瘤分化程度及Dukes分期相关(P<0.05)。TGF-β1与TβRⅡ之间有相关关系(P<0.05)。结论TGF-β1与TβRⅡ对结肠癌的发生可能有协同作用。Sm ad4是TGF-β信号通路中的关键因子,但Sm ad4上游可能还存在其他信号通路,调控其表达。

FTY720对体外混合培养淋巴细胞增殖和凋亡的影响

目的观察FTY720对体外混合培养小鼠脾脏淋巴细胞的增殖、分化和凋亡的影响。方法将C57BL/6J小鼠与BALB/c小鼠的脾脏淋巴细胞体外混合培养5 d,培养液中加入不同浓度的FTY720。分别运用MTT法和流式细胞仪检测在不同浓度FTY720作用下,混合培养淋巴细胞的增殖状况、细胞表型和凋亡率。结果当FTY720为400 ng/mL时,体外混合培养淋巴细胞的增殖即受到明显抑制,抑制率为47.6%(P<0.05);当FTY720为3 200 ng/mL时,其抑制率达到为51.6%,呈剂量依赖性。FTY720为1 600 ng/mL时,混合培养淋巴细胞中的CD4+CD25+T细胞比例显著增加(P<0.05)。FTY720在200 ng/mL时,混合培养淋巴细胞的细胞凋亡率即显著增加(P<0.05)。结论在小鼠混合淋巴细胞培养体系中加入高浓度的FTY720,能显著抑制淋巴细胞增殖能力,增加调节性细胞的比例并促进细胞凋亡。

14-3-3ζ蛋白在胃癌中的表达及意义

目的探讨14-3-3ζ蛋白在胃癌和正常胃黏膜组织中的表达及其临床意义。方法选取100例手术切除的胃癌组织标本及其中76例癌旁正常胃黏膜组织标本制备组织芯片,应用免疫组织化学方法检测组织芯片中14-3-3ζ蛋白的表达。分析胃癌患者的临床病理学特征与14-3-3ζ蛋白表达的相关性。结果 100例胃癌组织中79例(79.00%)表达14-3-3ζ蛋白;而正常胃黏膜中仅散在个别细胞弱表达。按组织学分类法,在乳头状腺癌和管状腺癌中14-3-3ζ蛋白阳性表达率分别为100%和86.75%,显著高于黏液腺癌和印戒细胞癌(42.86%、0)(P<0.05)。按Lauren分类法,肠型胃癌中14-3-3ζ蛋白阳性表达率显著高于弥漫型胃癌(90.91%vs73.13%)(P<0.05)。在不同浸润深度的胃癌中,肌层和浆膜层的14-3-3ζ蛋白阳性表达率分别为78.57%和81.93%,均显著高于黏膜层和黏膜下层(0、0)(P<0.05)。进展期胃癌的14-3-3ζ蛋白阳性表达率为81.44%,而3例早期胃癌均不表达(P<0.05)。结论胃癌组织中14-3-3ζ蛋白表达与其组织学类型和浸润状况密切相关。提示14-3-3ζ蛋白有可能成为评估胃癌的预后指标和潜在的生物治疗靶点。

自噬的分子机制与病理生理意义

自噬是以细胞质空泡化为特征的溶酶体依赖性的降解途径。自噬可以降解胞质内受损的结构,并产生氨基酸、游离脂肪酸等物质以供蛋白质和能量的合成,使细胞能够适应缺氧和饥饿等环境。自噬的过程受一系列复杂的信号分子的调控,调控机制的失效与肿瘤、神经退行性疾病、衰老等有重要的联系。

结肠癌耐药细胞株LoVo/5-FU的建立及其差异表达基因的筛选

目的:建立结肠癌细胞耐药模型LoVo/5-FU并初步筛选可能的耐药相关基因.方法:采用5-FU浓度递增法建立人结肠癌细胞耐药模型LoVo/5-FU,观察其生长规律并绘制细胞生长曲线:用MTT法鉴定耐药细胞株耐药性并计算耐药指数(RI);用基因芯片技术检测耐药细胞株LoVo/5-FU与其亲本细胞株LoVo中的差异表达基因,从中筛选出可能的耐药相关基因;用半定量RT-PCR方法对筛选出的部分耐药相关基因在耐药细胞及其亲本细胞中的表达情况进行验证.结果:LoVo/5-FU细胞与LoVo细胞相比,生长缓慢,细胞体积增大.LoVo/5-FU对5-FU、ADM、MMC耐药,而对CDDP无耐药性(RI:7.69,2.78,1.43和0.96).通过基因芯片筛选出差异表达基因425个,可能的耐药相关基因包括CYP1B1,NAT2,RNF20,SNAI2,MAP3K2,其中CYP1B1在LoVo/5-FU与LoVo中的表达有明显差异(Cy5/Cv3=5.877).结论:LoVo/5-FU细胞株耐药性稳定,耐药机制可能与CYP1B1,NAT2等耐药相关基因有关.

失血性大鼠休克后肠、肝、肺组织中细胞因子表达、释放时相及其伴随的病理变化

目的：探讨休克后促炎细胞因子的表达、释放时相及伴随的肠、肝、肺组织病理变化。方法：80只SD大鼠随机均分为失血性休克组和对照组。采用RT-PCR、ELISA方法检测失血性休克后30、60、90 min及复苏后30、90 min肠、肝、肺组织内TNF-α、IL-6 mRNA表达及血清中TNF-α、IL-6含量；HE和IHC染色检测伴随的组织病理变化。结果：①休克30 min时,肠、肝、肺内的促炎细胞因子表达未见升高；60 min时肠道先出现TNF-αmRNA表达升高(P<0．05)；而肝脏在90 min开始表达升高(P<0．05),肺脏则在复苏后30 min开始表达升高(P<0．05)。复苏后90 min肠、肝、肺的细胞因子表达都继续显著升高(P<0．01)。②TNF-αxmRNA在肠、肝、肺的表达升高最早,其后为IL-6mRNA。③30min时门静脉和外周血中TNF-α、IL-6的含量与对照组相比无显著差异,而60 min时门静脉血中含量显著升高(P<0．01)。④休克后肠黏膜坏死脱落；肝组织结构紊乱、肝窦增宽、肝细胞变性坏死；肺脏间质水肿、炎症细胞浸润。结论：失血性休克时细胞因子的释放顺序是肠道、肝脏和肺脏,推测存在”肠-肝-肺”细胞因子释放轴的可能,有待进一步确定。