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。
“热腾腾”的农牧民运动会******
【新春走基层】
光明日报记者 李慧 赵明昊
春节前夕,藏在山坳坳里的新疆呼图壁县雀尔沟镇南山牧村,开启了一场别开生面的运动会。赛马、长跑、押加、拔河、叼羊……赛场上选手激情澎湃,赛场下观众喝彩不断。雀尔沟镇冬季农牧民运动会现场,到处都是热腾腾的模样。
“一比零,换场地!”押加场地上的一声吆喝,吸引了记者的注意。押加也叫背向拔河,不仅考验选手的力气,还考验他们的身体协调性和观察力。挤进层层人群,只见两个身材壮硕的小伙子正互相背对着彼此,一条长粗绳子从他们两腿间穿过后套在颈部。在裁判示意下,两人俯身四肢着地,埋着头蓄势待发。“开始!”口令响起,两人猛地向前方冲去,直到其中一人把绳上的坠条拉过决胜线,比赛才算结束。
另一边,偌大的叼羊场地上,两方人马正策马扬鞭,飞驰在雪地上争夺羊只。他们看似混战一团,内里却暗藏不少门道:有人冲群抢羊,有人掩护卡位,形势时时更迭变换。“摔跤见力气,叼羊见勇气。”哈萨克牧民们淋漓尽致地展现了这句谚语的真谛。赛骑术、比力气、拼智慧,但更重要的是顽强拼搏的精神。
“南山牧村是东道主,实力强劲,不过我们有信心胜过他们,拿到最终的冠军!”刚刚赢得比赛的雀尔沟村叼羊队队长哈那提·卡白纵身下马,头上热气蒸腾。
“为了这次比赛,我们村每半个月就组织训练一次。队员们骑术很强,但叼羊和足球一样,要讲究彼此配合。”哈那提神采奕奕,略带骄傲地说起自己从小便享受纵马飞驰的感觉。“牧民嘛,夏忙冬闲。以前镇上活动少,现在组织了很多传统项目运动会,不仅让孩子们对祖传的技艺兴趣更浓,也让村里的凝聚力和荣誉感变强了。”
赛场周边,雪地摩托、雪圈、骑马、骑骆驼等多种娱乐项目,让闻讯赶来的大批游客大呼“攒劲”。捕捉到商机的各村村民们,纷纷把自家毡房搬过来,或架起炉子烤制喷香的羊肉串,或摆开大锅烹饪特色马肉抓饭,还有不少牧民拿出自家制作的熏马肉、熏马肠,吸引着游客品尝。
“一天收入2000块钱,忙得很嘞!往常卖一头牛才能挣上两千元。”南山牧村村民阿扎尔笑着说。她告诉记者,听闻镇上举办了运动会,村里主动帮她搭建了毡房销售农产品,“家里牲畜不多,能有一份额外收入补贴家用非常不错!”
农闲人不闲,农牧民运动会让各民族文化得到了传承保护和繁荣发展,也让“冰天雪地也是金山银山”落到了实处。“新疆冰雪资源十分丰富,广大群众热爱体育运动,冬季运动不仅深具群众基础和特殊优势,也是激活冬季旅游市场、助力经济高质量发展的重要途径。立足冰雪旅游资源,丰富农牧民群众精神文化生活,乡村振兴动能越来越足。接下来,我们还会举办农牧民春晚和秧歌社火等活动,通过文化旅游融合发展,不断提升各族群众幸福指数。”雀尔沟镇党委委员哈杰提·哈卖提说。
《光明日报》( 2023年01月11日 03版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)