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。
“空中老虎”白尾海雕在北京平谷金海湖冬捕******
被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物白尾海雕近日在北京市平谷区金海湖畔捕食。 索丹罗珠 摄
中新网北京1月6日电 (马平川)在北京市平谷区金海湖畔,摄影、观鸟爱好者们近日首次观测到了被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物——白尾海雕,并且捕捉到两大两小一家四口精彩的捕食的画面。
被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物白尾海雕近日在北京市平谷区金海湖畔捕食。 索丹罗珠 摄
“这次发现了四只白尾海雕,两只成年大雕,两只3—4岁的小雕。”野生动物摄影师索丹罗珠告诉记者,白尾海雕捕食会在低空盘旋,发现鱼后缓速下降,接触水面一刹那会迅速将利爪伸入水中抓住猎物。白尾海雕喜欢在近水开阔空旷的草甸、沼泽等环境觅食活动,通常是单只或成对觅食,多只汇聚捕食较为罕见。
被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物白尾海雕近日在北京市平谷区金海湖畔捕食。 索丹罗珠 摄
白尾海雕是大型猛禽,因尾羽呈楔形,为纯白色而命名,已被列入《世界自然保护联盟》(IUCN)濒危物种红色名录,属国家一级保护动物,通常活动在海拔高度为2500-5300米的地方。
被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物白尾海雕近日在北京市平谷区金海湖畔捕食。 索丹罗珠 摄
白尾海雕对迁徙地有着严格的要求。这次白尾海雕现身平谷区金海湖,且能够集群出现,充分说明近些年当地生态环境的持续向好,也反映出近年来平谷区在加强生态保护、污染治理等方面的措施效果显著。
被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物白尾海雕近日在北京市平谷区金海湖畔捕食。 索丹罗珠 摄
白尾海雕出现的平谷金海湖是国家四A级景区,位于北京市平谷区城东18公里处金海湖镇上宅村南,水域面积6.5平方公里。气候宜人,自然生态优越,三面环山、多水汇聚,是一个“望得见山、看得见水”的宜居康养之地。景区西依金海湖大坝,三面环水,三面青山环绕,四面飞檐明柱,有四季分明的湖光山色,有湖光塔、金花公主墓、望海亭、锯齿崖等数十处自然景观、人文景观。2021年,金海湖地区成功举办世界休闲大会。
另据了解,在白尾海雕之前,2022年1年中,“水中大熊猫”桃花水母、“鸟中大熊猫”震旦鸦雀等珍稀生物和鸟类相继现身平谷,致使平谷生物多样性不断丰富,生态底色愈发靓丽。
野生动物摄影师索丹罗珠冒严寒在北京金海湖畔自制的隐蔽帐篷里“潜伏”拍摄。 本人供图
野生动物摄影师索丹罗珠介绍,为了解更多不同鸟类,拍摄到精彩画面,他冒着严寒已经在金海湖畔自制的隐蔽帐篷里“潜伏”了40多天,除了白尾海雕,还拍到了国家一级保护动物黑鹳,国家二级保护动物雕鸮、秋沙鸭、猎隼、游隼、白尾鹞,以及红嘴蓝雀、雀鹰等各种小林鸟。现在一个地区逗留、栖息的国家一级、二级野生保护动物种类和数量多少,正在成为很多人评测这个地区生态价值和重要性的显性衡量指标。白尾海雕族群式出现在金海湖,既证明野生动物正在回归城市,也反映出平谷区作为首都生态涵养区的生态价值正在显现并大幅提升。
野生动物摄影师索丹罗珠冒严寒在北京金海湖畔拍摄。 本人供图
好生态就会有好风景,有好风景的地方一定会有新经济。平谷区在第六次党代会上明确提出,在拥抱新消费新生活、打造世界休闲谷的进程中,期待更多保护动物栖息安家平谷,也期望更多的生态环境建设者、更多的游客和更多的爱鸟拍鸟人士走进平谷,体验平谷的生态美。(完)