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。
冬至阳生春又来******
【节气里的韵味中国】
作者:张汀 单位:文化和旅游部恭王府博物馆
“天时人事日相催,冬至阳生春又来。”冬至已至,农历壬寅年也行将结束。在冬至这一天,白天在全年间达到最短,黑夜达到最长。南朝崔灵恩《三礼义宗》载:“(冬至)有三义:一者阴极之至,二者阳气始至,三者日行南至,故谓之冬至也。”自冬至起,白昼逐日增长,太阳往返运动进入新的循环,因此古人认为天地阳气自此时起开始兴作渐强。冬至象征着新生,预示着否极泰来,万象更新,故从古至今都被视为吉日。
12月17日,在云南省曲靖市沾益区,雪落在植物上。新华社发
那么人们都是怎么庆贺“大如年”的冬至的呢?《汉书》中记载:“冬至阳气起,君道长,故贺。”《后汉书·礼仪》有云:“冬至前后,君子安身静体,百官绝事。”不仅要放假,还要修养身心,相互庆贺。仪式方面,要挑选“八能之士八人”,鼓瑟吹笙,奏“黄钟之律”。《晋书》中也有“魏晋冬至日受万国及百僚称贺……其仪亚于正旦”等记载。可见在一千多年前,冬至在皇家就已经颇受推崇,选择在太阳回返的日子里行祭祀天地的大礼。
12月11日,云南省香格里拉市建塘镇植物结霜。新华社发
到了唐宋年间,冬至的地位与元旦近乎平起平坐。关于民间百姓的庆祝方式,在南宋孟元老的《东京梦华录》中写明:“十一月冬至,京师最重此节,虽至贫者,一年之间,积累假借,至此日更易新衣,备办饮食,享祀先祖……一如年节。”宋末元初的《武林旧事》这样记载冬至:“朝廷大朝会庆贺排当,并如元正仪,而都人最重一阳贺冬,车马皆华整鲜好,五鼓已填拥杂沓于九街。妇人小儿,服饰华炫,往来如云。岳祠城隍诸庙,炷香者尤盛。三日之内,店肆皆罢市,垂帘饮博,谓之‘做节’。”可见,在皇家的影响下,冬至在民间百姓心目中的地位也颇高。人们一年间努力工作,开源节流,只为在冬至假期时和家人穿上新衣、打扮妥帖,参与异彩纷呈的节日活动,过个开心体面的节日。
到了明清时,冬至的地位更上一层。皇帝要亲自祭天,百官要进表朝贺。《帝京景物略》中记录了人们欢度冬至时的盛况:“百官贺冬毕,吉服三日,具红笺互拜,朱衣交于衡,一如元旦。”冬至在我国古代节日中的地位可见一斑。无论君民,无论一年间经历多少辛苦,都要在这一天进行“贺冬”,普天同庆,好不热闹。
12月17日,在福建省武夷山市,人们在吃汤圆时放上一勺桂花金橘蜜,寓意新的一年生活甜蜜,富贵吉祥,团团圆圆。新华社发
到了20世纪初,民国政府开始学习西方,推行公历,在传统春节的基础上增设元旦节(公历1月1日),为保证其顺利推行,官方通过放假庆祝等活动表示对元旦的重视。农历正月初一为春节,也沿袭了从古至今冬至的大部分传统节俗。于是近代以来,冬至在很长时间内被春节替代,地位大不如前。但关于冬至的点点滴滴,依然存在于许多人的记忆之中,也被许多文人墨客记录在他们的作品中,引起了更多人的共鸣。它是包天笑笔下“儿童辈”都“竞饮”的苏州“冬酿酒”;是汪曾祺笔下,家乡高邮的“炒米糖”“欢喜团”;是肖复兴笔下老北京沿街吆喝“萝卜赛梨”的“萝卜挑”;是林清玄描绘的吃完汤圆,全家围炉喝茶的温馨景象;是二月河叙述的一家老小,炒菜烫酒,祭祖宗,拜喜神,大快朵颐。
12月10日,在山东省枣庄市,人们把热气腾腾的饺子端上餐桌。新华社发
时至今日,我们依然会像前人一样,根据物候变化在生产生活上做出一些调整。姑苏人家依然酿米酒,北方居民依然包饺子,西南地区的羊肉汤香气四溢,汤圆依然象征中国人最希冀的团圆;还有九九消寒图、年画等给冬至增加亮色,人们祀家庙、设家宴、拜尊长,找回冬至往日的神圣与温暖,并在此基础上融入当代生活方式,为这个古老节俗增添了活力。
春生冬至时。在这一年中黑夜最为漫长、春天悄然生发的时节,不如吃碗热汤圆。正如汪曾祺转述母亲的话:“吃完这碗汤圆,就又长大了一岁。”
《光明日报》( 2022年12月22日 09版)