科研选题要有敏感性

上一篇 / 下一篇  2010-11-03 15:35:57 / 个人分类:研究生心得

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  科研工作者在在坚持课题方向的同时,一定要保持开放的心态。我们不仅要认真研究课题的相关研究历史,从科研发展史中寻找被遗忘的课题方向;而且要从相关学科发展中吸收新鲜知识,也许在其他学科中非常常规的观念,只要引入自己的课题,就可能成为攻玉之石;在日常生活中,也能寻找到有意思,甚至更有创新性的课题。所有这些的关键是科研工作者要具备选择课题的敏感性,要具有品味课题新鲜度的能力。今天以我们刚刚发表的一篇文章的背后故事,来谈谈我对这个问题粗浅理解。

  今天我们有一篇文章被Critical Care Medicine接受,是关于氢气治疗一氧化碳中毒迟发性脑病的研究,这个研究课题起源于一个真实的充满传奇色彩的故事。

  2007年日本学者首先报道氢气的选择性抗氧化后,我们在长期从事气体医学研究的基础上,分析认为该课题非常值得深入研究,于是我们迅速跟进,2008年我们第一篇关于氢气治疗疾病的文章发表。同时我们受困于一个麻烦的问题,呼吸氧氢混合气体容易发生爆炸的危险。在反复推算和验证的基础上,我们课题组在国际上首先用自己制备的含氢气生理盐水代替呼吸氢气的方法取得成功,并发表10余篇相关论文,目前关于氢气生理盐水治疗各类炎症和氧化损伤的研究已经成为我们课题组的一个特色和亮点,2009年申请并获得国家自然科学基金项目。

  2008年年底,我一个大学老师到上海出差,我当时正处于对氢气生物学效应最痴迷的阶段,在给老师汇报的过程中,旁边老师夫人给我讲了一个传奇故事。说是在她过去所在的化工厂有一些奇怪的现象可能与氢气治疗疾病作用有联系。故事是这样的,该化工厂是生产化肥的企业,化肥的主要原料是NH3气,而NH3气的合成是用氮和氢气,氮的来源是空气,氢气的来源是用无烟煤(C)和水在高温下反应产生,化学反应公式是:C+H2O=CO+H2和CO+H2O=CO2+H2。实质就是碳把水还原生成氢气。这个产生氢气的车间叫造气车间,主要是生产氢气,同时存在CO。由于过去生产工艺不是非常理想,这个车间会有一氧化碳的泄露,存在一氧化碳中毒的危险,因此该工厂有许多一氧化碳中毒患者,这些患者中有许多存在一氧化碳中毒后遗症,就是一氧化碳中毒迟发性脑病,该疾病的表现就是中枢神经功能异常。这些工人患者因为无法胜任原来的工作,后来都分流到其他部门,其中有一个岗位是到脱硫车间。设置该车间是因为无烟煤不纯,含有一定水平的硫,会导致沼气车间生产的氢气混合一些含硫的气体,这会影响化肥的品质,需要把含硫的气体脱离,在造气车间后就是氢气的纯化车间“脱硫车间”。脱硫车间的特点是工作轻松,但空气味道非常不好,一般的工人都不愿意去,一氧化碳中毒后遗症的工人由于工作能力下降,被大量转岗到该车间。许多年过去后,一个非常神奇的现象发生了,与一些没有到脱硫车间而同样患病工人相比,这些患者大部分病情都明显好转甚至痊愈。因此这个企业就有了一个顺口溜:“脱硫车间,给个县长都不换”。这个故事提示这样一个信息,脱硫车间有一种神奇效应,能治疗一氧化碳中毒迟发性脑病。多年来没有人弄明白这个故事背后的原理。显然车间内最主要的原料是氢气,既然已经发现氢气具有治疗疾病的效应,那么应该首先考虑氢气是否具有治疗一氧化碳中毒迟发性脑病的可能。

  随后我们组织课题组开始了这个课题的研究,从制备动物模型到效应分析,很快我们确定了氢气对一氧化碳中毒迟发性脑病的治疗效果,并进行了初步的机制分析。显然这个题目具有特殊新意,这是我们能在这么短时间内发表这篇文章最重要的原因之一。

  一氧化碳中毒迟发性脑病是一个长期困饶临床医学的课题,是指一氧化碳中毒导致脑缺氧后,脑血管随即麻痹扩张,脑容积增大,脑内神经细胞ATP很快耗尽,钠象不能运转,钠离子积累过多,导致严重的细胞内水肿而血管内皮细胞肿胀,造成脑血液循环障碍,进一步加剧脑组织缺血缺氧,导致昏迷。一氧化碳中毒患者经抢救在急性中毒症状恢复后经过数天或数周表现正常或接近正常的“假愈期”后再次出现以急性痴呆为主的一组神经精神症状。或者部分急性一氧化碳中毒患者在急性期意识障碍恢复正常后,经过一段时间的假愈期,突然出现以痴呆、精神和锥体外系症状为主的脑功能障碍(本段引自网络资料)。

  关于一氧化碳中毒迟发性脑病的研究一直不太深入,美国有学者发现这个疾病与一氧化碳中毒后引起中枢神经系统继发炎症有密切关系,由于氢气具有抗炎症的效果,因此如果从这个角度出发,应可以深入探讨氢气治疗该疾病的机制,我们就是按照这个基本思路开展的该研究。

  设想一下,如果我们只是听听这个故事,没有深入思考,也许这个好的思路就会从我们身边溜走。所以,在选择课题的时候一定要象球探一样拥有敏锐的嗅觉,具有感觉课题新鲜度的能力。这是一个科技工作者必须具备的能力。

  投稿版全文

  Hydrogen-rich saline reduces delayed neurologic sequelae in

  experimental carbon monoxide toxicity

  Qiang Sun, Jianmei Cai, Jiangrui Zhou, Hengyi Tao , John H Zhang, Wei

  Zhang*, Xuejun Sun*

  Objective: We investigated the feasibility and efficacy of hydrogen-rich saline therapy on delayed neurologic sequelae in rats after severe acute carbon monoxide (CO) poisoning.

  Design: Controlled animal study.

  Setting: Research laboratory of a university hospital.

  Subjects: Sprague-Dawley rats weighing 250 ± 20 g.

  Interventions: The rats were exposed to 1000 ppm CO in air for 40 minutes and then to 3000 ppm for another 20 minutes until they lost consciousness. Rats were intraperitoneal injected with hydrogen-rich saline or normal saline (10ml/Kg) for six times after resuscitation at 0, 12, 24, 36, 48, and 60 hr, respectively. The rats without CO poisoning were used as normal controls.

  Measurements and Main Results: CO poisoning induced brain tissue inflammation, cell death, and cognitive dysfunction (Morris Water Maze) at one week after the CO insult. Hydrogen-rich saline treatment significantly attenuated degraded myelin basic protein (MBP), decreased the expression of Iba1, a microglial marker, reduced DNA oxidation, and suppressed pro-inflammatory cytokine interleukin Interleukin-1β (IL-1β),Interleukin-6 (IL-6) and Tumor necrosis factor-alpha (TNF-a) in the cortex and hippocampal tissues when compared with those in normal saline-treated rats. These histological and biological improvements were accompanied with an improvement in the Morris water maze test.

  Conclusions: This observation demonstrated that hydrogen-rich saline peritoneal injection improves histological and functional assessment of CO encephalopathy in a rat model. Hydrogen saline has potentials as a novel and alternative therapy for severely CO-poisoned patients with delayed neurologic sequelae. The therapeutic effects of hydrogen-rich saline may be related to antioxidant and anti-inflammatory actions.


TAG: 敏感性 科研选题

 

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