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。
筑牢八千里边关钢铁防线******
“10年前,我们边境巡逻靠的是铁脚板,如今‘电子眼’沿线建设,信息化管边控边能力得到明显提升。党的二十大提出,加强国防动员和后备力量建设,推进现代边海空防建设。我认为,建设现代化边防需要现代化民兵……”初冬傍晚,滇西边陲,位于半山腰的中缅边境某联防所,民兵赵国峰和联防队员们围坐在篝火旁,讨论近年来边防发生的巨大变化,气氛热烈。
对于云南省军区官兵和民兵来说,守卫八千里边防线是莫大荣光,也是如山责任。近年来,广大官兵和民兵携手戍边,用热血书写忠诚,守卫边境安宁。
“如果我们连前方的小家都守护不了,那就更没法守护后面的大家了!”赵国峰是临沧市镇康县南伞镇30号卡点负责人,也是一名退役军人。去年4月入驻卡点后,他一直坚守在这里。镇康是一座岸城一体化“边地新城”,国境线长96.358公里。全县4个民兵执勤连在133个公路口、15条重要通(便)道等点位设置了150个卡点,24小时值守。赵国峰所在的30号卡点四面环山、沟壑纵横、地势险要,除了日常巡逻外,他们还在重点部位设卡设伏,有力地打击了走私和偷越边境行为。
相比30号卡点的艰险,11号卡点的防控任务复杂多元。由于地处县城附近,加之没有天然屏障,这里偷越边境现象突出,执勤民兵时刻准备与跨境犯罪分子斗智斗勇。卡点的负责人曹正荣告诉记者,正因为如此,虽然家就在不远处,民兵们都选择吃住在点位上,这几个月共抓获百余名偷渡人员。
“党的二十大提出,全面推进乡村振兴。现在云南沿边的25个边境县基础设施不断改善,878个抵边村从边陲一线变身发展前沿,200余万边民脱贫致富奔小康,许多人自觉加入戍边守防队伍中来。”云南省军区领导介绍。
“守边护哨必须强化全时备战状态。”在金平县金水河镇某民兵哨所,为了便于观察,民兵高海在申请并获得有关部门批准后,移走了挡住视线的一棵大树,并在二层阳台架起高倍望远镜,一天不落地将监测记录写进执勤日志。他说:“守边护防责任重大,要像守家护院那样在哨所扎根。”
作为英模民兵连队的传人,云南“筒裙民兵”几十年义务巡边近10万公里。在学习党的二十大精神时,大家谈道:“要发扬甘于奉献、爱边护边的精神,接力履行好戍边使命。”12月1日下午,在民兵班长陆子黎的带领下,5名女民兵再次踏上巡逻路,察看管辖的4块界碑。她们熟悉20多公里边境线上的一草一木。2年多,该民兵班为一线官兵提供了10余条重要的边情信息。
从繁华喧嚣的边贸口岸,到人迹罕至的原始森林;从白雪皑皑的高黎贡山,到烈日当空的热带雨林……行走边境一线,“镇守边关视死如归”这8个大字气势如虹。这是烙印在边境一线官兵和民兵心底的誓言。(柯穴)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)