上海交通大學醫學院附屬上海兒童醫學中心由上海市人民政府與世界健康基金會于上世紀九十年代立項建設，1998年正式建成對外開放。時任國家主席江澤民為醫院題寫院名，時任美國總統夫人希拉里?克林頓女士為醫院開張剪彩。醫院是國家首批“211工程”、“985工程”及“雙一流”兒科重點建設學科，2017年醫院獲批成為國家兒童醫學中心。
醫院擁有31個臨床科室，規劃床位規模1500張，實際開放788張，是我國兒童先心病、血液/腫瘤和發育行為兒科領域最高水平的中心之一，擁有6個國家重點學科、國家臨床重點專科，設有國家衛健委兒童血液腫瘤重點實驗室、上海市臨床分子診斷重點實驗室、上海市罕見病臨床研究中心、上海市小兒心血管病研究所等一批省部級重點實驗室、研究所及上海交通大學兒童醫學中心兒科臨床醫學院。同時，醫院與十多個國家的三十多個國際頂尖醫療機構建立了姐妹合作關系，分別組建了8個國際聯合實驗室/中心/基地。2010年成為國內首家通過JCI國際醫院認證的兒童專科醫院； 2018年問鼎上海市政府質量金獎；先后以第一單位（或第一合作單位）獲得國家科技進步獎8項（占全國兒童醫院獲獎總數一半以上）；于2017年起蟬聯全國文明單位稱號。
近年來醫院醫教研等各項事業取得了飛速發展，主要有：
1.打造國家級兒童疑難危重癥診治中心。醫院住院患者覆蓋全國極大部分省市，市外就診患者占70%以上，疾病難度指數（CMI）連續多年位列上海市三級甲等醫院前列，在2019年國家衛健委績效“國考”中綜合得分位列全國兒童專科醫院第一，CMI指數榮登榜首。
2.構建我國兒童重大疾病登記與監測平臺。醫院搭建了五大重大疾病登記系統，尤其是兒童白血病登記管理系統已經上升為國家衛健委兒童重大疾病登記監測中心，目前覆蓋全國31個省市、自治區（建設兵團），511家醫院，登記在冊病例信息近5萬例，自2020年起發布《中國兒童白血病年報》。
3.推動科技創新與成果轉化。近五年累計獲得國家自然科學基金125項，項目數位列全國兒童專科醫院第一，先后以第一作者/通訊作者單位在Lancet、Nature Medicine、JAMA Oncology、Nature Communication、Nature Genetic等國際高水平期刊發表大于10分論著18篇，以CAR-T細胞治療等為代表的若干科技成果實現技術轉讓。
4.牽頭國內專科聯盟和醫聯體建設。醫院先后組建上海東部兒科醫療聯合體覆蓋上海市85家區域醫院、跨省醫療聯合體55家，組建國家兒童醫學中心專科聯盟5個專業，全面托管福建省兒童醫院和三亞婦兒醫院，合作共建國家區域醫療中心。
5.踐行國家“一帶一路”倡議。醫院分別與美國、法國、以色列、瑞典、日本、新加坡等簽訂合作共建協議，成立7個聯合實驗室、中心。與此同時，醫院踐行“一帶一路”倡議，分別支持與幫助阿富汗、南非、孟加拉、塞爾維亞、老撾等兒科專業建設和慈善幫扶。
2020年12月31日，國家兒童醫學中心張江院區破土動工。張江新院區將瞄準國際發展前沿，與比鄰的復旦大學附屬腫瘤醫院、上海質子重離子醫院等高水平醫院一起構建全生命周期、全現代醫療技術、面向國內外的一流腫瘤診治高地，將打造成為“上海版MD ANDERSON”。與此同時，也將與現有的兒中心陸家嘴院區實行一體化聯動發展，立足上海、服務全國、面向世界，打造最具品質的兒科、最有溫度的醫院、最富貢獻的國家兒童醫學中心。
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