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。
二十大代表风采丨柯晓宾:坚守高铁安全一线 诠释大国工匠精神******
中新网北京10月13日电 题:柯晓宾:坚守高铁安全一线诠释大国工匠精神
中新网记者 刘育英
扯断一根头发的力度大约在1800毫牛,手工调整片弹簧结构的触片仅为这个力道的十分之一。“只有上帝亲吻过的手才能将力道控制得如此精准。”中国通号西安工业集团沈信公司电器中心调整三班班长柯晓宾就长了这样一双手。
柯晓宾所从事的工作,是对继电器的接点进行调整。“高铁有三大技术系统:控、车、路。继电器作为列车运行控制系统的‘神经元’,大到车站的控制中心,小到一个信号灯,每一个电路的切换都离不开它”,柯晓宾向中新网记者介绍。
继电器手工调整工作在全世界都是难题,人工调整精确度是机器调整所不能及的,国外的公司也都是通过人工调整精确度。调整接点间距的误差需要控制在0.05~0.1毫米之间,调整触片的力度要控制在200毫牛左右,稍有瑕疵就会直接影响电气特性和性能指标导致前功尽弃。
柯晓宾所在的中国通号西安工业集团沈信公司是一家“隐形冠军”企业,也是中国最大的铁路信号继电器生产基地。公司年产量近60万台,国内市场占有率达70%以上,广泛应用于国内外铁路和城市轨道交通领域。
“对继电器的调整工作,难点之一是对力度的掌握;其次是需要左右双手同时进行调整”,柯晓宾介绍,为确保接点片一次就能调整到位达到规定指标范围,一个动作有时候就要练几十遍甚至上百遍。
为了能使双手调试力度相当,柯晓宾专门买了握力器,反复练习手腕力度,仅用半年多的时间,她就已经能够独立承担调整继电器任务,完全胜任岗位。2010年至今,她先后获得“中央企业青年岗位能手”“中央企业技术能手”“全国技术能手”等荣誉称号,逐步成长为调整线上“大师级”的人物。
2003年,20岁的柯晓宾从铁路机械学校毕业后,进入中国通号西安工业集团沈信公司工作。2010年,柯晓宾参加当年的全国职业技能大赛,学习了关于继电器的理论知识。在此之前,柯晓宾在手法上、技能上已经积累了非常多的经验,而理论学习,让她明白了许多实践操作背后的原理。
通过多次比赛,柯晓宾逐步成长,并获得“全国技术能手”称号,职业道路也变得开阔。从“是什么”到“为什么”,理论与实践的融会贯通,产生了化学反应,这份工作变得有意思起来。
前两年,公司有一款继电器的新产品问世,相对于老产品,安全性、可靠性、使用寿命都得到了很大的提高,但是该继电器的一个项点返修率非常高。柯晓宾带领QC小组成员开展课题攻关,通过不断的试验和调试,解决了该继电器在调整序的瓶颈问题,显著降低了返修比率。
“这件事给我的触动非常大,通过我们调整序职工的努力,竟然可以解决继电器设计生产方面这么大的难题。”2017年柯晓宾创新工作室成立以来,柯晓宾带领团队攻克生产难题29项。
柯晓宾所在的调整序,是一个工匠精神薪火相传的“明星”工序。2012年,柯晓宾的师父崔宝华当选党的十八大代表。2017年,柯晓宾当选党的十九大代表。2018年,柯晓宾的徒弟牛菲菲当选为共青团十八大代表。
2022年,柯晓宾又成为党的二十大代表。谈到履职的体会,柯晓宾表示,随着时间的推移,愈发感觉首先要把自己的本职工作做好,练好过硬本领,担实岗位责任,严格要求自己,在工作中发挥模范标杆作用;其次,遇到任何困难、挑战,要能够站出来迎接挑战,关键时刻冲锋在前,克服困难,解决问题。(完)