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。
返乡创业高材生:让新鲜蔬菜从田间直达餐桌******
(新春走基层)返乡创业高材生:让新鲜蔬菜从田间直达餐桌
中新网襄阳1月11日电 题:返乡创业高材生:让新鲜蔬菜从田间直达餐桌
作者 胡传林 陈霜
1月11日一大早,湖北省襄阳市东津新区东津镇畜牧场汤畈村,张安辉和村民们正忙着在田间采摘新鲜蔬菜。花菜、大白菜、茄子、苦瓜、西红柿、西芹等十几种新鲜蔬菜被按单配置,将装车运至居民家中。
今年45岁的张安辉是襄阳市东津新区东津镇人,2001年从华中农业大学毕业后分配到当时的襄北农场,端上了那个年代很多人羡慕的“铁饭碗”。可张安辉并不甘心,仅仅半年之后,他就辞去公职,跑到广东学习生猪养殖技术,并靠养猪在当地赚到了人生的“第一桶金”。
流转的土地先施农家肥改善土质 胡传林 摄2008年,张安辉回乡投建养猪厂。但创业之路并不顺利,因资金链断裂,张安辉最初兴建的养猪厂中途夭折。两年后,他又在家附近的东津镇畜牧场建设养猪厂,凭借精细化管理和对市场规律的准确把握,如今已发展成为年出栏生猪达10万头,实现年经营产值过亿元的现代化养殖场,吸纳周边上百村民就业。
“现代农业天地广阔,除了养殖业,生态农业、休闲农业、互联网农业等都大有可为。”富裕起来的张安辉又开始探寻新的农业发展之路。
东津镇素有襄阳“菜篮子”之称,但农民辛苦种菜,要么卖不出去,要么赚不了几个钱,张安辉看在眼里,急在心里。如何让这个“菜篮子”更新鲜、更绿色,同时又能让村民得到更多实惠,成为他努力的方向。
刚刚起步的蔬果种植基地 陈霜 摄2022年以来,张安辉尝试种植有机蔬菜,并大胆采用新型产业模式——在配送大型超市的同时,推出“新鲜时蔬进小区”服务,让新鲜蔬菜从田间直达市民餐桌。
目前,张安辉牵头成立的农业合作社流转土地500余亩。其中,养殖场占地200亩,采取“合作社+基地+农户”的运营模式,蔬果种植基地300多亩。养殖场产生的粪便做成有机肥输送到田间地头,废弃菜叶加工后变成猪鸡鸭饲料,养殖种植相得益彰,实现污废循环利用。
张安辉说,如今很少年轻人从事农业生产,希望通过自己的带动能让更多年轻人了解农业、投身农业。(完)
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