祖建 |
1.传染病防控的数学基础与关键技术
2.婴幼儿脑疾病智能诊疗的数学方法与系统
3.人工智能与健康医疗大数据
4.动力学理论及应用
1、教育经历
2009.04-2011.03,Meiji University, Japan,大学院理工学部,基礎理工学専攻,博士/理学博士;
2004.09-2007.06,西南大学,数学与统计学院,应用数学,硕士/理学硕士;
2000.09-2004.06,西南师范大学,数学与财经学院,数学与应用数学,本科/理学学士。
2、研究工作经历
2020.01-至 今,西安交通大学,数学与统计学院,应用数学系,教授;
2019.05-2020.05,西安交通大学,学生就业创业指导服务中心,副主任(挂职);
2016.04-2017.03,The University of Chicago, USA,生态与演化系,访问学者;
2014.05-2018.12,西安交通大学,公共卫生学院,博士后;
2014.01-2019.12,西安交通大学,数学与统计学院,应用数学系,副教授;
2011.05-2013.12,西安交通大学,数学与统计学院,应用数学系,讲师。
3、获奖情况
2018-2022, 指导全国大学生数学建模竞赛, 获得“全国一等奖”6项,“全国二等奖”1项;
2018.11, 入选首批西安交通大学“双带头人”教师党支部书记工作室;
2011.3, 获得日本明治大学“优秀博士毕业生”称号;
2011.3, 获得2010年度“国家优秀自费留学生奖学金”。
1、主持研究(负责人)
(1)国家自然科学基金委员会,面上项目,11971375,我国乙肝病毒演化多样性的系统动力学模型与整合分析方法研究,2020-01至2023-12,52万元,在研,主持。
(2)国家自然科学基金委员会,面上项目,11571272,我国乙肝病毒的分子进化趋势及其对宏观传播动力学的影响,2016-01至2019-12,55万元,已结题,主持。
(3)国家自然科学基金委员会,青年科学基金项目,11201368,生物表型多样性形成与丧失的进化动力学机制研究,2013-01至2015-12,22万元,已结题,主持。
(4)陕西国家应用数学中心,专项项目,20220112,基于脑机接口技术的婴幼儿脑疾病诊疗数学方法与系统,2022-01至2022-12,20万元,已结题,主持。
(5)陕西省教育厅,陕西基础科学研究院科研计划项目,22JSY039,数据和模型融合驱动的新发冠状病毒未来变异演化趋势预测与预警技术研发,2023-01至2024-12,20万元,在研,主持。
(6)中国博士后科学基金会,第56批中国博士后科学基金面上项目(一等资助),2014M560755,我国乙型病毒性肝炎的传播动力学模型及防控新策略研究,2014-09至2018-12,8万元,已结题,主持。
(7)陕西省科学技术厅,自然科学基础研究计划面上项目,2019JM-273,抗病毒治疗对我国乙肝疫情影响的数学模型研究,2019-01至2020-12,3万元,已结题,主持。
(8)陕西省科学技术厅,自然科学基础研究计划青年人才项目,2015JQ1011,新型禽流感病毒的分子进化规律、感染机制及传播机理研究,2015-01至2016-12,2万元,已结题,主持。
(9)陕西省人力资源和社会保障厅,陕西省博士后科研项目,2015(948)-97,我国乙肝病毒的分子进化规律、感染机制及流行趋势研究,2015-11至2018-12,2万元,已结题,主持。
(10)浙江大学,新型冠状病毒肺炎(COVID-19)应急科研专项项目,2020XGZX056,新型冠状病毒肺炎疫情传播风险预测预警模型的构建与分析,2020-02至2020-08,10万元,已结题,主持。
(11)西安交通大学,基本科研业务费自由探索与创新-应急类项目,xzy032020027,新型冠状病毒肺炎疫情的流行趋势预测与最优防治策略研究,2020-01至2021-01,10万元,已结题,主持。
(12)西安交通大学,基本科研业务费自由探索类项目,xjj2012007,生物种群进化多样性的动力学模型研究,2012-01至2014-12,5万元,已结题,主持。
(13)日本学术振兴会(JSPS),特别研究员项目,21・56611,生態系解明への現象数理学,2009-8至2011-3,240万日元,已结题,主持。
2、参与研究(骨干成员)
(1)国家科技部,国家重点研发计划项目子课题,2022YFA1003704,大数据重采样、分布式推断与在线学习的统计理论与算法(子课题:大数据分析场景应用),2022-12至2027-11,200万元,在研,参加。
(2)国家自然科学基金委员会,重点项目,11631012,典型疾病的多尺度生物系统动力学及数据分析,2017-01至2021-12,245万元,已结题,参加。
(3)国家科技部,“十二五”艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治国家科技重大专项项目,2012ZX10002001,乙型病毒性肝炎免疫预防新策略的研究(子课题:乙肝流行趋势数学模型预测及经济学评价),2012-01至2015-12,85.1万元,已结题,参加。
主要从事传染病动力学和智能诊疗的数学理论与方法研究。以第一/通讯作者在《Journal of Hepatology》《Journal of Mathematical Biology》《BMC Bioinformatics》《Science China-Life Sciences》等国际权威期刊发表SCI论文43篇,其中ESI高被引论文7篇,热点论文2篇,封面论文1篇,中科院SCI期刊分区(2022年)1区论文7篇,2区论文8篇,Top期刊论文10篇,H指数18,最高影响因子30.083。授权发明专利2项,申请发明专利4项。主持国家自然科学基金项目3项,其中面上项目2项;主持陕西国家应用数学中心项目1项,日本学术振兴会特别研究员项目(JSPS)1项,省部级科研项目5项,校级科研项目3项,其中新冠病毒应急专项项目2项;参与国家重点研发计划项目等5项。关于“新冠病毒感染疫情的流行趋势预测与医疗资源需求分析报告”被陕西省疾病预防控制中心采纳。担任国际期刊《Frontiers in Public Health》编委,中国数学会生物数学专业委员会第九届委员兼副秘书长,中国运筹学会智能工业数据解析与优化专业委员会第二届理事。2021年获“王宽诚育才奖”。
代表性成果1:数据和模型驱动的重大传染病疫情时空演化传播机理研究。我们应用“系统流行病学”和“演化生物学”的研究思想,采用数据和动力学模型融合驱动的研究方法,结合我国乙肝、新冠病毒、艾滋病等重大传染病的流行病学调查数据和实际临床观测数据等信息,根据我国乙肝、新冠病毒、艾滋病等重大传染病的感染机理和防治特点,从分子、细胞、组织、器官、个体和群体等不同水平构建了动力学与统计学模型和人工智能算法。通过定性与稳定性分析、参数估计、灵敏性分析和数值模拟等方法,系统定量研究了我国乙肝、新冠病毒、艾滋病等病毒的演化传播机理,定量阐明了我国乙肝、新冠病毒、艾滋病等病毒的分子演化规律、感染致病的动力学机制及宏观流行趋势,提出了有效的预防控制策略和诊断治疗方案。建立了一套系统定量研究乙肝、新冠病毒、艾滋病等病毒演化传播机理的理论、方法和研究体系,构建了我国重大传染病疫情智能预测预警平台,为我国制定乙肝、新冠病毒、艾滋病等重大传染病的长远防治规划提供了定量参考和科学依据,为提升我国传染病的防治能力提供了原创性的数学基础。相关研究成果得到了许多媒体的报道,包括国际肝病、临床肝胆病杂志等。
代表性成果2:个体化智能精准诊疗的数学方法与系统。我们应用“系统生物学”和“演化生物学”的研究思想,采用数据和模型融合驱动的研究方法,结合多模态多组学多中心数据,构建了可解释性的机器学习和深度学习模型。系统研究了儿童自闭症和小儿癫痫等重大婴幼儿脑疾病的发病机理与干预技术,构建了婴幼儿重大脑疾病智能筛查平台,拓展了婴幼儿脑疾病个体化智能精准诊疗的数学方法与系统。
代表性成果3:生物多样性的演化动力学理论及应用。我们应用“演化生物学”和“种群动力学”的研究思想,结合种群表型特征的数据分析,采用演化对策理论、适应动力学理论、动力系统理论等方法,构建了演化动力学模型、种群-遗传模型、加性定量遗传模型、复制动力学模型等。通过定性与稳定性分析、参数估计、灵敏性分析和数值模拟等方法,系统研究了病原体和生物种群表型特征多样性形成、维持与丧失的演化动力学机制,发展了动力系统分支理论和病原体/生物多样性的演化动力学理论,为保护生物多样性提供了定量参考和科学依据。
代表性论文:
(1)Xu Gao#, Fan Lv#, Xinyuan He, Yunyu Zhao, Yi Liu, Jian Zu*, Linda Henry, Jinhai Wang, Yee Hui Yeo, Fanpu Ji*, Mindie H. Nguyen*. Impact of the COVID-19 pandemic on liver disease-related mortality rates in the United States. Journal of Hepatology, 2023, 78: 16-27. (第一通讯作者,医学1区,Top期刊,IF=30.083,封面论文, An official Journal of the European Association for the Study of the Liver (EASL))
(2)Fan Lv#, Xu Gao#, Amy Huaishiuan Huang#, Jian Zu*, Xinyuan He, Xiaodan Sun, Jinli Liu, Ning Gao,Yang Jiao, Margaret G. Keane, Lei Zhang, Yee Hui Yeo*, Youfa Wang, Fanpu Ji*. Excess diabetes mellitus-related deaths during the COVID-19 pandemic in the United States. eClinicalMedicine, 2022, 54: 101671. (第一通讯作者,医学1区,Top期刊,IF=17.033, Part of THE LANCET Discovery Science)
(3)Yantao Yang, Chaojing Ma, Jian Zu*. Coevolutionary dynamics of host-pathogen interaction with density-dependent mortality. Journal of Mathematical Biology, 2022, 85:15.(唯一通讯作者,An official Journal of European Society for Mathematical and Theoretical Biology)
(4)Parvaiz Ahmad Naik, Zohreh Eskandari, Mehmet Yavuz*, Jian Zu*. Complex dynamics of a discrete-time Bazykin–Berezovskaya prey-predator model with a strong Allee effect. Journal of Computational and Applied Mathematics, 2022, 413: 114401.(末尾通讯作者,数学2区,Top期刊,JCR分区Q1,ESI高被引论文,热点论文)
(5)Parvaiz Ahmad Naik, Zohreh Eskandari, Zakieh Avazzadeh, Jian Zu*. Multiple Bifurcations of a Discrete-Time Prey–Predator Model with Mixed Functional Response. International Journal of Bifurcation and Chaos, 2022, 32(04): 2250050.(唯一通讯作者,JCR分区Q2,ESI高被引论文)
(6)Jian Zu#, Mingwang Shen#, Christopher K. Fairley, Miaolei Li, Guoqiang Li, Libin Rong, Yanni Xiao, Guihua Zhuang, Lei Zhang*, Yan Li*. Investigating the Relationship between Reopening the Economy and Implementing Control Measures during the COVID-19 Pandemic. Public Health, 2021, 200:15-21.(共同第一作者,JCR分区Q1,IF=4.984(2021),An official Journal of the Royal Society for Public Health)
(7)Mingwang Shen#, Jian Zu#, Christopher K. Fairley, José A. Pagán, Bart Ferket, Bian Liu, Stella S. Yi, Earle Chambers, Guoqiang Li, Yuming Guo, Libin Rong, Yanni Xiao, Guihua Zhuang, Alexis Zebrowski, Brendan G. Carr, Yan Li*, Lei Zhang*. Effects of New York's executive order on face mask use on COVID-19 infections and mortality: a modeling study. Journal of Urban Health: Bulletin of the New York Academy of Medicine, 2021, 98(2): 197-204.(共同第一作者,中科院SCI期刊分区医学2区,JCR分区Q1,IF=5.801)
(8)Miaolei Li, Jian Zu*, Mingwang Shen, Guihua Zhuang, Siyuan Chen, Fuzhen Wang, Hui Zheng, Guomin Zhang*. Evaluating the independent influence of sexual transmission on HBV infection in China: a modeling study. BMC Public Health, 2021, 21: 388.(第一通讯作者,中科院SCI期刊分区医学2区,TOP期刊,JCR分区Q2)
(9)Parvaiz Ahmad Naik, Jian Zu*, Muhammad Bilal Ghori, Mehraj-ud-din Naik. Modeling the Effects of the Contaminated Environments on COVID-19 Transmission in India. Results in Physics, 2021, 29: 104774.(唯一通讯作者,物理与天体物理2区,JCR分区Q2)
(10)Jian Zu*, Miaolei Li, Zongfang Li, Mingwang Shen, Yanni Xiao, Fanpu Ji*. Transmission patterns of COVID-19 in the mainland of China and the efficacy of different control strategies: a data- and model-driven study. Infectious Diseases of Poverty, 2020, 9: 83.(第一作者和第一通讯作者,医学1区,Top期刊,IF=10.485(2021))
(11)Parvaiz Ahmad Naik, Kolade M. Owolabi, Mehmet Yavuz, Jian Zu*. Chaotic dynamics of a fractional order HIV-1 model involving AIDS-related cancer cells. Chaos, Solitons & Fractals, 2020, 140: 110272.(唯一通讯作者,数学1区,Top期刊,高被引论文,IF=9.922(2021))
(12)Jian Zu*, Miaolei Li, Shuting Fu, Yuexi Gu. Modelling the evolutionary dynamics of host resistance-related traits in a susceptible-infected community with density-dependent mortality. Discrete and Continuous Dynamical Systems-Series B, 2020, 25(8): 3049-3086.
(13)Parvaiz Ahmad Naik, Mehmet Yavuz, Sania Qureshi, Jian Zu*, Stuart Townley. Modeling and analysis of COVID-19 epidemics with treatment in fractional derivatives using real data from Pakistan. European Physical Journal Plus, 2020, 135(10): 795. (唯一通讯作者,ESI高被引论文,热点论文,JCR分区Q2)
(14)Parvaiz Ahmad Naik, Jian Zu*, Kolade M. Owolabi. Global dynamics of a fractional order model for the transmission of HIV epidemic with optimal control. Chaos, Solitons & Fractals, 2020, 138: 109826. (唯一通讯作者,数学1区,TOP期刊,ESI高被引论文,IF=9.922(2021))
(15)Parvaiz Ahmad Naik, Jian Zu*, Kolade M. Owolabi. Modelling the mechanics of viral kinetics under immune control during primary infection of HIV-1 with treatment in fractional order. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 2020, 545: 123816. (唯一通讯作者,物理与天体物理2区,ESI高被引论文)
(16)Parvaiz Ahmad Naik, Jian Zu*, Mohammad Ghoreishi. Estimating the approximate analytical solution of HIV viral dynamic model by using homotopy analysis method. Chaos, Solitons & Fractals, 2020, 131: 109500. (唯一通讯作者,数学1区,TOP期刊,ESI高被引论文,IF=9.922(2021))
(17)Jian Zu*, Yuexi Gu, Yu Li, Chentong Li, Wenyu Zhang, Yong E Zhang, UnJin Lee, Li Zhang, Manyuan Long*. Topological evolution of coexpression networks by new gene integration maintains the hierarchical and modular structures in human ancestors. Science China Life Sciences, 2019, 62(4): 594-608.(第一作者和第一通讯作者,生物学1区,Top期刊,IF=10.384(2021))
(18)Yuexi Gu, Jian Zu*, Yu Li. A novel evolutionary model for constructing gene coexpression networks with comprehensive features. BMC Bioinformatics, 2019, 20: 460.(唯一通讯作者,JCR分区Q2,IF=3.327(2021))
(19)Jian Zu*, Miaolei Li, Guihua Zhuang*, Peifeng Liang, Fuqiang Cui, Fuzhen Wang, Hui Zheng, Xiaofeng Liang*. Estimating the impact of test-and-treat strategies on hepatitis B virus infection in China by using an age-structured mathematical model. Medicine, 2018, 97(16): e0484.
(20)Jian Zu*, Guihua Zhuang*, Peifeng Liang, Fuqiang Cui, Fuzhen Wang, Hui Zheng, Xiaofeng Liang*. Estimating age-related incidence of HBsAg seroclearance in chronic hepatitis B virus infections of China by using a dynamic compartmental model. Scientific Reports, 2017, 7: 2912.
授权/申请发明专利:
(1)发明人: 祖建, 黄丽娟, 孙晋楠; 申请人: 西安交通大学. 基于第三代测序的基因组短变异深度学习检测方法及系统. 中国, CN202310257362.8(实质审查)
(2)发明人: 张力, 黄丽娟, 孙晋楠, 王志成, 祖建; 申请人: 北京脑科学与类脑研究中心,西安交通大学. 基于深度学习和集束搜索的系统发育树构建方法及系统. 中国, CN202310132869.0(实质审查)
(3)发明人: 祖建, 钱嘉甜, 王遇, 顾玥茜. 申请人: 西安交通大学. 基于词向量表征和注意力机制的药物重定位方法及系统. 中国, CN202210582908.2(实质审查)
(4)发明人: 郭佩宏, 张大磊, 祖建, 胡娜. 申请人: 北京鹰瞳科技发展股份有限公司. 一种眼底视网膜动静脉血管直径计算方法及系统. 中国, CN202110536793.9(实质审查)
(5)发明人: 胡娜, 吴晓明, 祖建, 胡曦, 王彤, 马欣越, 刘红星. 申请人: 西安交通大学, 河北燕达陆道培医院有限公司. 一种基于深度学习的染色体自动分割和分类方法. 中国, ZL202110970922.5(授权)
(6)发明人: 祖建, 葛飞, 王雯娟, 吴晓明. 申请人: 西安交通大学. 基于多特征和多分类器的骨髓细胞分类识别方法及系统. 中国, ZL202110536794.3(授权)