吴一龙是中国肺癌靶向治疗的领军人物，领衔撰写我国的肺癌诊疗指南，创立了中国的肺部肿瘤临床试验合作组织，推进分子靶向治疗的应用，坚定贯彻肺癌的单病种多学科管理和个体化治疗措施。吴一龙最早提出了中国肺癌患者的基因变异特点，最早和国际同行联合开展临床研究，使中国肺癌靶向治疗一跃而成为国际上最重要的研究力量之一。 在国内首先提出肿瘤单病种首席专家制，建立了第一个真正意义的肺癌多学科综合治疗科。在肿瘤领域率先引进循证医学，并成为该领域的学术带头人。2000年在东京举行的第9届世界肺癌会议上，获大会颁发的“Developing Nation Investigator Awards”。2002年负责起草的《局部晚期（III期）非小细胞肺癌诊断和治疗共识》及卫生部主持制定的《全国肺癌诊治指南》,已成为国内肺癌诊断治疗的标准参考书。近年来多次应邀在国际学术会议上作大会演讲。目前以第一负责人承担科研课题6项——国家攻关课题1项、部省级课题4项、市科技局重点科技攻关项目1项。获奖成果共7项——省部级3项，高校奖4项。在国内外核心期刊上发表学术论文200余篇，其中被国际SCI、EI、Mediline收录的学术论文80篇，国内中华、中国系列杂志以第一作者发表学术论文70余篇。主编专著《肺癌多学科综合治疗的理论与实践》《现代肺癌病理与临床》等。2004年荣获全国首届“中国医师奖”。2005年当选美国外科学院院士。
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