一：重大疾病分子标志物和分子探针
研究内容：在研究核酸适体识别机制和筛选进化规律的基础上，通过引入人工碱基、功能模块等优化功能核酸筛选分子文库，发展单分子筛选等新方法，建立蛋白、微生物、细胞、组织切片、血清等不同层次靶标的功能核酸筛选和标志物发现新技术，结合分析化学、纳米材料等发展高灵敏分子识别和检测新策略，研制针对难治恶性肿瘤等重大疾病的高效分子探针。
二：医学分子影像新技术
研究内容：高灵敏、多模态分子影像探针的研制，分子影像探针的模块化、程序化、批量化合成，活体成像的信号放大新方法，基于分子识别的核酸适体-同位素影像诊疗的基础研究和临床转化；基于分子影像的重离子在体辐射剂量精准估算，核医学分子影像探针产品临床转化和应用。
三：肿瘤细胞免疫治疗
研究内容：研制针对肿瘤免疫微环境多种关键分子进行同时定量和高时空分辨检测的新方法；根据肿瘤微环境的生理病理特征如乏氧，微酸性环境，蛋白异常表达，基质纤维化等，研制能够特异性识别和响应肿瘤微环境的分子探针；研发“高通量、智能化、一体化”自动化细胞制备和修饰改造技术与装备；开展针对实体瘤的CAR-T、TCR-T免疫细胞治疗的临床研究，以及实体瘤局部免疫细胞诱导+静脉免疫抗体注射等临床研究。
四：肿瘤分子病理及分子机制
研究内容：发展新的基因芯片、蛋白芯片、组织芯片技术，以及肿瘤基因表达谱分析、单核苷酸多态性分析、代谢组学等分析新方法，筛查和评估肿瘤特异性多分子标志物，阐明这些标志物的生物学功能，及其在肿瘤发生、发展、预后中的作用，发展多标志物的定性、定量及动态变化分析方法，开展临床诊断治疗的应用研究。
五：人工智能医学和疾病防控
研究内容：以肿瘤防控为突破口，筛选高危人群、研究新型筛查新技术和新方法，开展人群干预的前瞻性预防队列研究；发展智能医学影像诊断和各种诊断方法的智能组合，建立人工智能辅助下的健康管理系统、早期肿瘤等重大疾病预警系统及精准诊断平台，通过智能化手段进行肿瘤靶向及免疫新靶点的研发及新药筛选；研发重离子、生物治疗等智能治疗系统，制定智能远程诊疗规范并推广应用，建设满足临床应用需求的高水平人工智能医学创新基地。
