重大突破之一：基于新型分子探针的肿瘤分子诊断
以恶性肿瘤为主要研究对象，利用研究团队在分子探针领域的研究基础和优势，开展基于新型分子探针的肿瘤分子诊断研究。目前，对于恶性肿瘤的常规诊断多是基于患者的病理、影响及身体状况等数据，难以实现早期和精准诊断。要提高恶性肿瘤的诊治水平，精准的分子诊断是关键，而分子探针是分子诊断的基石。中科院医学所谭蔚泓院士在国际上率先提出并引领通过活细胞筛选特异识别和检测肿瘤细胞标志物的新型核酸适体探针技术。核酸适体（Aptamer）是从人工合成的 DNA/RNA 文库中筛选得到的能够高亲和性结合靶标分子的单链寡核苷酸，它通过折叠形成特定空间结构与靶分子构象的匹配，从而特异地识别靶分子。核酸适体具有与抗体相似的分子识别功能，但与抗体相比具有更多的应用优势，例如体外筛选，靶标范围广（离子、分子、毒素、病毒、细菌、细胞、组织等），分子量小，低免疫原性、易化学合成与标记，稳定性好等。利用核酸适体构建新型分子探针，在分子水平上了解肿瘤发生发展过程中蛋白、核酸、代谢小分子等的异常变化和机理，为实现早期诊断、预后判断和药物疗效评估，在分子水平上精准治疗疾病和指导康复提出了新思路。
重大突破之二：适配体偶联靶向药物
抗肿瘤靶向药物研发是目前肿瘤治疗领域的热点之一，以肿瘤细胞的特异分子改变作为靶点，发展靶向治疗策略，可增强抗肿瘤药物的活性，减少对正常细胞的杀伤和药物副作用。目前研制肿瘤标志物单克隆抗体与小分子药物结合的抗体-药物偶联物是生物医药领域的新兴产业。但抗体具有价格高，尺寸大，稳定性差，难以大规模化，药物连接化学反应复杂难以控制，免疫原性高等缺点。谭蔚泓院士研究团队提出了核酸配适体-药物偶联物的新思路，在靶向肿瘤细胞的功能核酸分子研究中已取得一系列基础研究成果，拟在此基础上以临床需求为导向，研制核酸配适体-药物偶联物等功能核酸分子靶向药物，推动新型靶向药物进入临床应用。
重大突破之三：重离子放射治疗关键技术
放射治疗是临床治疗癌症的主要手段之一，常规放射治疗主要采用常规射线（如X射线，γ射线等）和电子束，杀伤范围大，在治疗肿瘤的同时也大量杀伤健康组织，治疗效果欠佳。而重离子束以其倒转的深度剂量分布（Bragg峰）和高的相对生物学效应（RBE），可以准确定位和精确控制照射剂量，且重离子束在物质中的剂量损失集中于射程末端，对健康组织辐射损伤小、对肿瘤靶区杀伤力大，无创伤、无痛苦，复发风险小，是目前肿瘤放射治疗最先进、最有效的手段。
