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。
通讯:2023美国消费电子展上多国企业家热议“中国创新”******
新华社美国拉斯维加斯1月8日电通讯:2023美国消费电子展上多国企业家热议“中国创新”
新华社记者黄恒 谭晶晶 兴越
“我们说中国市场最重要,不仅因为这是规模最大的市场,也在于其技术发展和创新能力在全球独一无二。”德国宝马集团负责研发的董事弗兰克·韦伯日前在此间举行的2023年美国拉斯维加斯消费电子展上告诉记者。
近年来,“中国”一直是这一全球最大电子消费品展会的热门话题之一。今年最明显的变化之一,便是主题由此前的“中国制造”“中国产业链”变成了“中国创新”。包括宝马在内,许多参展企业都在中国设立了研发部门。他们告诉记者,中国的政策支持、研发能力和市场特质,让这种选择成为一种必然,因为如果不这样做,就可能会在全球竞争中落败。
美国高通公司产品管理主任、全球车联网生态系统负责人吉姆·米塞纳接受记者采访时说,目前中国在车联网方面走在世界前列,政府引导功不可没。“我们在与美国相关产业决策者沟通时,经常提到中国经验。”
他说,中国政府积极推动蜂窝车联网技术(C-V2X)基础设施建设,加快C-V2X标准制定和技术升级,出台一系列规划和政策推动车联网产业发展。中国凭借创新能力、市场以及强有力的政策支持,正引领全球电动车技术和应用的创新发展。
据韦伯介绍,宝马已经在中国建立了德国之外最大的研发和创新体系,涉及研发、数字化、电动化等领域。“中国市场对于宝马集团的意义已经不仅仅是创新驱动力这么简单。中国团队是整个团队成功的关键,中国研发团队是全球研发非常重要的有机组成部分。很多中国供应商已经成为行业标杆,不仅是传统汽车零部件,还包括电池、电芯等领域”。
来自泰国的D+国际贸易公司在今年展会上有一个18平方米的展位,主推产品是新型手机膜。该公司海外市场负责人游婷婷告诉记者,公司将专门的技术研发部门设在中国东莞的工厂而不是泰国总部,目前有数十名研发人员。
游婷婷说,虽然手机膜看起来并非什么高科技产品,但如何做到更不易损、更容易贴和更有利于保护用户视力,这需要集合多学科人才的创新研究和技术攻关。在中国不仅可以找到这样的研究人员,而且中国市场竞争激烈,会推动研发人员不断推陈出新。
专注于研发全自主送货机器人的美国科技初创企业Ottonomy公司首席执行官里图卡尔·维贾伊表示,该公司密切关注中国智能机器人企业的创新解决方案,因为中国机器人市场很大,而且竞争激烈,中国公司在解决“最后一公里”配送方案上有很多开创性成果。
韦伯特别谈到中国消费者对产品创新的推动力。“现在如果有了一个新想法,从把它画到图纸上变成概念车开始,多长时间就可以量产呢?答案是两年之后。动力从哪里来?就是从中国消费者这样善于且乐于接受新事物的消费群体中来。”
中国机电产品进出口商会副会长石永红在接受记者采访时表示,中国将继续支持外资企业在华投资开展研发和创新,促进共创共赢。
他说:“近来中国出台了利好外资外贸的一系列政策,包括扩大鼓励外商投资范围,推进重大外资项目建设,增设试验区、示范区,加快出台海外仓支持政策等。相信未来在华外资企业研发和营商环境将更加优越,内外资企业竞争会更加公平,投资收益也将进一步扩大。”
(文图:赵筱尘 巫邓炎)