治疗“绿色癌症”,智能细菌来帮忙******
◎实习记者 骆香茹
炎症性肠病虽然致死率较低,但长期以来,也面临着诊断困难和难以根治的问题,被称为“绿色癌症”。
近日,华东理工大学生物工程学院院长叶邦策教授及该院副教授周英团队在《细胞—宿主与微生物》上发表了一项研究成果。该团队开发了一株智能工程菌——i-ROBOT,可实现在体无创实时监测和记录炎症性肠病的发生与发展,并以自调控的给药模式缓解病症。
各色技术上阵诊断“绿色癌症”
炎症性肠病是胃肠道最常见的慢性炎症性疾病,包括克罗恩病和溃疡性结肠炎。腹痛、腹泻、便血等是炎症性肠病主要的症状表现。
当前炎症性肠病的诊断方法在临床上主要有肠镜、电子微胶囊肠镜等。论文通讯作者叶邦策介绍,肠镜检查的好处是直观,可以观察到人体整个肠道的情况。“但肠镜检查是一项有创检查,在操作过程中难免损伤肠道黏膜,造成少量出血,引起被检者的不适感,患者依从性差。”叶邦策补充道,“也有无痛肠镜,但这种方式有一定风险,做这种检查前需要患者进行全身麻醉,对患有心脏病和肺部疾病的人来说,风险较大。”
电子微胶囊肠镜是近年来新兴的检查方式,叶邦策介绍,与传统肠镜相比,其对患者造成的痛苦更小、适应性更强,能检查传统肠镜无法到达的回肠、空肠等。但胶囊在消化道运动的过程中,无法人为控制其运动轨迹,其在消化道等位置会随机翻转,产生视觉盲区,有可能导致错过病变部位、延误病情等情况发生,且电子微胶囊肠镜的检查费用更高,给患者带来的经济压力更大。
智能工程菌是炎症性肠病的新兴诊断方式之一。叶邦策介绍,他们会提前3天将智能工程菌通过口服灌胃的方式送入小鼠体内,等肠炎造模给药结束后通过分析粪便中存在的智能工程菌的荧光信号和基因组DNA突变情况,确定肠道炎症发生、发展程度。
“智能工程菌在诊断灵敏性、便捷性以及成本上都具有无法比拟的优势,但目前仍仅能通过分析粪便样品来评估疾病的有无或严重程度,而难以实施在体原位诊断。”叶邦策表示,“此外,智能工程菌的生物安全性还需进一步加强。”
治疗方法从抗炎药物到智能活菌机器人
为了攻克炎症性肠病,专家们想了不少办法。过去,炎症性肠病的主要治疗方法是使用抗炎药物和免疫调节药物。叶邦策介绍,随着肠道微生物研究的深入,过去十年间,调节肠道微生态、使用智能活菌成为炎症性肠病的研究热点,创新研究不断涌现。
叶邦策团队开发的i-ROBOT是使用大肠杆菌Nissle1917作为底盘细胞进行改造的。叶邦策介绍,i-ROBOT能够感知低浓度的炎症标志物,具有诊断早期肠炎的潜力。同时,i-ROBOT还能记录疾病发生与发展的信息,帮助监测胃肠道健康状态。
当然,i-ROBOT的功能远不止于此。叶邦策表示,i-ROBOT还可以在病灶部位根据疾病的严重程度释放相应浓度的药物,在实现有效治疗的同时,又能避免因过度用药而产生的副作用。
“我们认为智能工程菌是智能活菌机器人的一种。”叶邦策补充道,“智能工程菌具备优异的感知和收集周围环境信息的能力,能够与周围环境进行互动,并能在特定时间和地点采取特定的行动。”
近年来,“粪便也能治病”的冷知识刷新了不少人的认知,通过粪菌移植治疗炎症性肠病也受到越来越多的关注。粪菌移植是将健康人的肠道菌群植入患者肠道,重建肠道微生态系统,以此治疗肠道疾病。粪菌移植成为炎症性肠病治疗的一种新选择。然而,叶邦策提醒道:“尽管有很多阳性的结果支持粪菌移植的可行性,但是目前一些安全性、伦理性问题尚未得到很好地解决,粪菌移植疗法还存在争议。”
发展交叉学科或可破解炎症性肠病诊疗难题
叶邦策介绍,当前,许多研究证明了智能工程菌具有在活体内诊断和治疗疾病的应用潜力,且智能工程菌逐步朝着智能化和临床应用性的方向发展。其中,功能稳定性、临床效力和安全性是决定智能工程菌能否成功应用于临床的关键。
叶邦策表示:“合成生物学为智能工程菌感应疾病标志物的种类及传感性能提供了很好的策略,然而仅仅依靠合成生物学难以解决所有问题。”
叶邦策认为,交叉学科的发展为此提供了新的契机,例如将合成生物学与材料和化学科学相结合,能够增强智能工程菌的定植性、靶向性和可控性,进而实现炎症部位的在体原位成像检测。
此外,智能工程菌的安全性也是限制其临床应用的重要因素,为了应对智能工程菌可能导致的抗性转移、代谢物毒性等问题,研究者们仍在优化技术方案,通过不使用抗性基因作为筛选标记、选择更安全的益生菌作为智能工程菌的底盘、进行细菌毒力因子的敲除、对逃逸细菌进行有效的控制和清除等策略,有针对性地解决相关难题。
谈到智能工程菌的应用前景时,叶邦策表示,从诊断的角度来说,如果智能工程菌能够通过临床试验,运用到炎症性肠病的临床治疗中,将打破传统肠道疾病的诊断模式,部分替代侵入性的肠镜检测,能让受检者在没有任何痛苦的情况下,诊断出其是否罹患炎症性肠病。
一日即四季 四季如一日……这是专属辽宁舰的“春夏秋冬”******
新春走基层丨一日即四季 四季如一日……这是专属辽宁舰的“春夏秋冬”
我国首艘航母辽宁舰入列十年来,航迹不断延伸,使命向深蓝拓展。无论寒冬酷暑,舰员们始终坚守在各自岗位,为战舰破浪前行、战鹰高空翱翔提供坚实保障。今天的新春走基层,我们走进海军辽宁舰,一起感受官兵们别样的“春夏秋冬”。
辽宁舰舰员
一天之内感受四季变化
这里是海军辽宁舰,上下有20多层甲板,舰员们分布在几十个不同岗位上,辽宁舰的训练海区也从渤海直到西太平洋。舰员们可以在一个航段,甚至一天之内,经历春夏秋冬的四季变化。
出海期间,在一天的巡查中,工作人员从深舱走到甲板、机库,见证了从夏季到冬季的气温变化。
现在的辽宁舰出海执行任务,经常南北跨越20多个纬度,气温相差30℃。在这样的环境下,气象水文保障对航母航行、舰载机起降至关重要。
舰艇上的“气象台”
辽宁舰气象班每天都要观测风向风速、能见度和各类天气现象,对危险天气进行预警预判。他们观测的实时数据会提供给预报员,最终变成送到驾驶室、塔台的气象保障建议。
一次任务中,歼-15战斗机正在进行起降训练,气象研判两个小时后有零星降水,建议尽快结束飞行。当时,海区内还是一片晴空,大家都对天气会商的结果产生了怀疑。但两个小时后,云雾逐渐笼罩,降水如期而至。
辽宁舰的气象水文中心是全军第一家设立在舰艇上成建制的“气象台”。他们在波谲云诡的远海大洋中洞悉战场风云,伴着辽宁舰的深蓝航迹不断成长,为航母和战鹰保驾护航。
从冬天出发
一路驶向夏天
甲板上,一架架歼-15飞机依次起飞、精准着舰。身穿紫色甲板识别服的航空油料兵承担着为战机加油的工作。在辽宁舰执行任务中,每天天还没亮,航空油料兵就得早早来到飞行甲板,开始一天的保障准备。
他们也是最靠近舰载机的人,也是最直观地感受着温湿、冷暖变化的人。有时候一个航次下来,他们从冬天出发,一路驶向夏天。无论气象条件如何,他们始终坚守在战位。
从北到南,气温从零下上升到二十多摄氏度,甲板保障人员脱下了厚重的防寒服,换上了轻便的夹克。
这就是专属辽宁舰的“春夏秋冬”
一日即四季 四季如一日
航母人用日复一日的坚守与奉献
践行枕戈待旦 胜战有我的
铮铮誓言
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |