该方向围绕我国山西及其他地区高发恶性肿瘤的细胞机制、治疗靶点和分子成像技术开展研究，构建了全球最大的食管鳞癌多组学数据库；筛选了食管鳞癌的易感基因、分子分型、早诊标志物及一些潜在的治疗靶点，为建立食管鳞癌分子分型的技术体系、指导我国食管鳞癌个体化诊疗、靶向治疗和预后判断奠定了基础；构建了喉鳞癌转录组差异网络，揭示了环状RNA在喉鳞癌发生发展中的作用；利用纳米技术，实现了PET和PAI双模态分子成像引导下的肿瘤化疗，达到了肿瘤诊疗一体化的效果。获中国抗癌协会科技奖二等奖、山西省自然科学奖一等奖（2项）。