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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。

在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”******

  (新春走基层)在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”

  中新网兴安盟1月18日电 题:在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”

  作者 张玮 曾令刚 王昊宇

  新春的脚步越来越近,在引绰济辽工程地下110米的隧洞里,一线工人们仍在紧张施工,汗水浸透了脸颊……

图为技术员白剑烽乘坐小火车排查隐患。 曾令刚 摄图为技术员白剑烽乘坐小火车排查隐患。 曾令刚 摄

  对于他们来说,工程进度每向前推进一点点,都是他们最好的“新年礼物”。

  “这不是快过年了,给大伙做了红烧肉、炖小鸡,有4个菜。”上午9时许,在引绰济辽工程项目部的厨房里,负责做午饭的谭丽丽已经忙活起来。

图为测量员赵涛涛巡视掘进机定位系统。 曾令刚 摄图为测量员赵涛涛巡视掘进机定位系统。 曾令刚 摄

  11时30分,带上大家的午饭,记者跟随来自山西的技术员白剑烽,乘坐小火车前往隧洞工作区。隧洞里湿气很重,走了不远就感到又潮又冷。

图为铁轨组清理铁轨。 曾令刚 摄图为铁轨组清理铁轨。 曾令刚 摄

  “我们坐小火车进去,一般是巡查皮带有没有损坏、排水管路有没有漏水、围岩有没有安全隐患等。”白剑烽向记者介绍道。

  引绰济辽工程是国务院确定“十三五”期间分步建设的172项节水供水重大水利工程之一,也是内蒙古自治区迄今为止投资规模最大的水利工程。

  为抢抓施工进度,春节期间,引绰济辽工程输水工程隧洞段800余名一线工人留岗作业。

  白剑烽说:“我们行进的隧洞就是引绰济辽工程输水线路,绰尔河水要经此而过,整个工程输水线路全长390.26公里。”

  隧洞长173.76公里,小火车走了40多分钟,终于到了施工作业区。

  掘进机的运行情况靠控制室掌握,来自河北的“90后”小伙儿曹青松每天早晨6点半就会进入隧洞里的控制室。

  曹青松告诉记者,控制室是各类装置的心脏和眼睛,关系现场设备的正常运行和操作人员的安全,必须时刻在岗,监督、指挥工程的每一个过程,不能有丝毫疏忽和懈怠。

  为了不耽误工程进度,曹青松已经一年多没回家了,“2022年的春节,我就是在项目部度过的。”

  虽然挖掘输水隧洞工序多、难度大,但引绰济辽工程隧洞段每天都有新进展。

  做好掘进机导向系统、定准方向是工程中的重中之重,来自河南的测量员李黎明常常在不足1米高的施工空间里弯着身子工作,冰冷的地下水打在他身上,一干就是七八个小时。

图为测量员李黎明在搬站内修理导向系统。 曾令刚 摄图为测量员李黎明在搬站内修理导向系统。 曾令刚 摄

  “我们平时工作的空间基本都是在50厘米左右,需要趴着完成工作,干完活儿衣服都湿透了。”面对自己工作环境的艰苦,李黎明很淡然。

  自从2019年引绰济辽工程开工以来,测量员赵涛涛只回过3次河北老家。

  “隧道掘进机开工就不能停,想家的时候,就看看媳妇儿的照片。”赵涛涛说,今年过年不能回家也提前和媳妇儿汇报过了,“她很支持我的工作,也挺为我骄傲。”

  记者了解到,引绰济辽工程输水工程隧洞段施工五标5—3支洞,预计2023年10月底贯通。

图为工人查看皮带出渣情况。 曾令刚 摄图为工人查看皮带出渣情况。 曾令刚 摄

  目前,引绰济辽工程输水工程隧洞段累计完成151公里,超过总长度的87%。

  引绰济辽工程建成后,可改善绰尔河下游农业灌溉条件,解决受水区生产生活用水问题,对促进内蒙古东部地区经济社会可持续发展和生态环境修复、筑牢北疆生态安全屏障具有十分重大的意义。(完)

  • 中国网客户端

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