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。
小寒:踏雪寻梅,年味渐浓******
小寒是冬季倒数第二个节气,它的到来意味着一年将近尾声。小寒一般于1月5-7日间交节,《月令七十二候集解》释其名曰:“小寒,十二月节。月初寒尚小,故云。月半则大矣。”在古人看来,寒冷是一个不断积聚的过程,冷气积久而寒,却未达极点,是谓“小寒”。冬至之后,冷空气频繁南下,各地气温持续降低,小寒临近“三九”,民谚有“冷在三九”“小寒一过,出门冰上走”“小寒胜大寒”等说法,可见此时的寒冷程度。
小寒时节,北方大部分地区正值田间歇冬,南方地区也多是从事果树修剪、小麦油菜追施冬肥、蔬菜越冬保暖等工作,农事并不忙碌。然而农人早已关心起来年的收成。人们常常根据小寒的气温、雨水变化预测来年的天气、农事。比如“小寒暖,立春雪”“小寒不寒,清明泥潭”,当年小寒温暖,预示来年立春前后有雪,清明雨水增多;“小寒雨蒙蒙,雨水惊蛰冻死秧”,若小寒阴雨,寒冷将持续到来年雨水、惊蛰;此外还有“小寒无雨,小暑必旱”“小寒不寒大寒寒”等。
寒冬腊月,人们注重饮食、保养身体,各地形成了各具特色的小寒食俗。比如南京人小寒要吃菜饭,取南京特色“矮脚黄”青菜、咸肉片、香肠片、板鸭丁,再剁生姜粒与糯米同煮,味道十分鲜美。广州人喜欢在小寒早上吃糯米饭。糯米饭不光是糯米,得配上炒香的广州腊味(腊肠、腊肉)、花生、碎白葱等,吃来有滋有味。江浙一带有小寒吃花生的习俗,花生可以健体,当地俗谚说“小寒喜庆长生果”“小寒花生食来年”。以传统中医观点来看,在经历春、夏、秋三季的消耗后,人体气血偏衰。“三九”最是寒冷,阴邪之气颇盛,此时合理进补可以抵御寒气侵袭,使得来年身体强健。小寒食补多讲究“温润”,即用一些温热食物补益身体,比如羊肉、鸡肉等肉类,核桃仁、大枣、龙眼肉等蔬果。正所谓“三九补一冬,来年无病痛”。
严寒之中,仍有花信如约而至。宋代女词人朱淑真有“葵影便移长至日,梅花先趁小寒开”的佳句。梅花带着独有的暗香,为寥落寒冷的天地增添了几分色彩。梅花自小寒时初绽,探梅寻芳者也日渐增多。梅与松、竹并称为“岁寒三友”,素以傲雪凌霜的高洁之姿得世人称颂。
陆游《游前山》有“屐声惊雉起,风信报梅开”之句。“风信”即“信风”,是应着花期时令吹来的风。一番风来,吹开了应季的花,古人从中挑选花期最准确的一种花作为这一节候的代表,称为“花信风”。明代谢肇淛《五杂俎》云:“二十四番花信风者,自小寒至谷雨,凡四月,八气二十四候,每候五日,以一花之风信应之。”古人以五日为一候,三候为一个节气,每年从小寒至来年谷雨,共有八个节气二十四候,每候都有一种花儿绽蕾开放,于是便有了“二十四番花信风”之说。明人王逵《蠡海集》整理了完整的花信风名目,以梅花为首,待到楝花开尽,花信风止,绿肥红瘦的夏季便来临了。
小寒三候一候梅花,二候山茶,三候水仙。梅花高洁,山茶富贵,水仙清雅。水仙多为家中水养,一球抽三五枝花茎,开四五朵白花,风姿绰约,雅号“凌波仙子”。文震亨《长物志》说水神冯夷服此花八石,由此得名“水仙”。不论是踏雪寻梅,还是在家中观赏水仙,都为小寒增添不少雅韵。
尽管此时寒近极致,但春的气息也渐渐弥漫开来。进入腊月之后,年味渐浓,人们开始忙着写春联、剪窗花、贴年画、采购年货等,陆续为春节作准备,日子便这般红火热闹起来。(杭州师范大学副教授袁瑾)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)