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。
广西:农民从“靠天吃饭”到“靠技生钱”******
光明日报记者 周仕兴 王瑾雯 光明日报通讯员 夏姚
“这本‘种植百宝书’,我经常拿出来翻阅。”拿着新型职业农民培训班的笔记本,广西龙胜泰弘农业开发专业合作社负责人邓凤权不禁感叹,“我虽然有十多年种地经验,但想要真正发展好种植产业,还是得懂技术、懂管理,这就要多参加培训学习。”
邓凤权是广西新型农民职业培训班的学员。经过专家培训指导后,他种植的百香果收获期从两期增长到三期,每亩增收5000元。“有了技术保障,再加上管理到位、销售渠道稳定,合作社带动周边500多家农户种植罗汉果、百香果3000多亩,帮助175户脱贫户增收。”邓凤权自豪地说。
新型职业农民培训,是世界银行结果导向型贷款广西扶贫示范项目推进过程中的重点部分。“通过组织农民参加职业培训,为贫困地区培养视野广阔、懂知识、善经营的新型职业农民,让他们更有底气开启现代化农业新篇章。”该项目负责人说。
“我们村土地资源丰富,有麻竹、泉水鱼、柑果等特色产业。新型职业农民培训为村民带来新的理论知识和技术,增收渠道多、后劲足,真正让大伙儿体会到劳动可致富、技术能生钱。”玉林市博白县浪平镇六江村党总支部书记廉祖旺说。
博白县实施“星期天工程师”合作模式,邀请了解农村、熟悉农业、贴近农民且具有实践经验的教授学者、乡土专家,利用周末和节假日开设讲座、驻点村屯,把脉乡村振兴存在的问题,指导农业产业发展、村庄规划建设和村民增收致富。通过培训,传统农民变新型农民,种植养殖技术得到提升,休闲农业知识、互联网现代农业知识得到增强。
在浦北县龙门镇陈皮生产基地,一筐筐柑橘皮在阳光下散发着阵阵清香。“我们这里素有‘扁柑之乡’美誉,非常适合大红柑生长。通过新型职业农民培训,涌现出一批从事大红柑产业的种植能手和陈皮营销好手。”浦北县农业技术推广研究员张兴财介绍。
“我们村从1984年就开始种植大红柑,现在种植面积3000多亩,2021年收入超过5000万元。通过新型职业农民培训及科技人员送技术下乡帮扶,大伙儿一技在身、信心满满。”龙门镇林塘村党总支部书记、村委主任容家良告诉记者,目前全村有100多户种植大红柑,8户年收入超百万元。
浦北县聚焦乡村振兴产业发展,坚持人才下沉、科技下乡,把科技特派员制度作为科技创新人才服务乡村振兴突破口,借力乡村振兴人才驿站,推动人才进村、入户、下田,把创新技术注入田间地头,为基层农村产业振兴提供了技术支撑。
由于不是传统柑橘种养区,马山县乔利乡三乐村农民种植技术参差不齐。为此,马山县邀请了科技专家、科技特派员到田间地头授课,教授学员柑橘栽培技术、病虫害防治和市场分析等知识。
村民韦明京通过培训后,一跃成为沃柑产业基地种植管理小组组长,负责传授小组成员沃柑种养技术。“我以前主要种玉米、稻谷,收成没有保证;自从学习柑橘种植技术后,现在每个月都有3000多元的固定工资收入。”韦明京高兴地说,自己从过去“靠天吃饭”的传统农民变为“按月领薪”的新型职业农民。
“新型职业农民培训,主要包括农业和农村服务、农产品加工等涉农工业、一二三产融合发展等。通过培训,农民掌握了农业先进实用技术,提高了生产技能和综合素质,为农村发展注入新动力。”马山县委常委、副县长,广西驻村工作队马山县工作队队长涂坤明说。
据介绍,世界银行结果导向型贷款广西扶贫示范项目累计完成新型职业农民培训41745人,完成总目标值的104.36%。
《光明日报》( 2022年12月25日 06版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)