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。
盘点2023年美国消费电子展四大热点******
新华社美国拉斯维加斯1月8日电 综述:盘点2023年美国消费电子展四大热点
新华社记者谭晶晶 黄恒 兴越
2023年美国拉斯维加斯消费电子展8日落下帷幕。作为全球最大的消费技术产业盛会之一,拉斯维加斯消费电子展被看作国际消费电子领域的“风向标”,各种新科技、新应用为电子消费市场发展指明方向。
此次展会上,汽车科技、数字医疗、人工智能、清洁能源等领域创新技术和产品成为关注热点。
汽车科技打造沉浸式驾车体验
与往年一样,汽车科技是展会当仁不让的主角。据展会主办方美国消费技术协会介绍,今年汽车版块的参展规模为历年最大,拉斯维加斯会展中心西馆聚集了近300家汽车相关行业参展商。
多家企业发布最新款电动车,人工智能、自动驾驶等创新技术的应用进一步提升车内娱乐交互功能,打造沉浸式驾车体验。随着汽车智能化、网联化趋势,科技公司纷纷涉足汽车领域,跨界造车。
美国高通公司推出外观颇具未来感的全新概念车,展现其骁龙数字底盘解决方案如何集成不同公司的技术,提供高度个性化体验,包括沉浸式信息娱乐、辅助驾驶以及更强的安全性。宝马公司推出“数字情感交互概念车”,拥有车外人机情感交互模块,能够识别驾驶者身份、位置等信息,通过语言和表情与人进行交流,打造个性化欢迎场景。
智能化和远程化成数字医疗趋势
受新冠疫情影响,数字医疗是本届展会的一大热点,智能化和远程化成为主要趋势。众多数字健康产品亮相展会:内置心电图仪的手表、能追踪位置和健康数据的智能鞋垫、可实时监测脑血肿的背心、安装在马桶上的尿检设备、治疗打鼾的枕头……
参展企业展示了数字诊疗、心理健康、女性健康、远程医疗等方面的最新进展。今年展会还专门设置数字健康演播室,邀请医疗行业代表、健康领域专家分享最新诊疗技术,聚焦远程诊疗重要性和前景。
行业分析人士表示,各种创新可穿戴设备有助于更准确地对病人进行监测和治疗,并采取相应的风险防范措施,数字医疗前景广阔。
人工智能新应用“遍地开花”
今年展会上,人工智能新应用“遍地开花”,几乎可在各类产品中找到人工智能元素:机器人、可穿戴设备、自动驾驶、虚拟现实和增强现实眼镜、智能厨房……
“以往展会上,虚拟现实和增强现实设备一般是在展商展台的边缘位置,现在逐渐占据最显眼的区域,排队体验的人也越来越多,这体现了人工智能的核心地位和发展趋势。”来自以色列特拉维夫的观展者塔米尔·贝利纳对新华社记者说。
拉斯维加斯消费电子展已成为机器人的最佳秀场,各式各样机器人外型更逼真、功能更细分:儿童博物馆“讲解员”、智能割草“小帮手”、孤独症儿童的“陪伴狗”、可全自主规划路径的“快递员”、餐厅“引领员”……
中国清洁能源解决方案引关注
清洁能源产品和应用也是本届展会的热点之一。中国已成为推动全球清洁能源发展的重要力量,中国企业的创新太阳能发电产品和绿色电源解决方案吸引众多展商和媒体目光。
其中,华宝新能源股份有限公司旗下光充户外电源品牌Jackery电小二展示了最新光充户外电源产品及磁吸可折叠太阳能电池板,在光电转化、安全性能和智能互联等方面取得突破。
正浩创新科技股份有限公司展示了整屋备电解决方案以及户外移动空调、冰箱、自动割草机等太阳能产品。沃太能源携太阳能板、移动储能设备等首次参展,计划进一步拓展海外市场,其储能设备外观小巧,兼具LED照明和无线充电等功能。
来自美国加利福尼亚州的观展者布赖恩·贝克告诉新华社记者,美国西部经常发生山火、地震、泥石流等自然灾害,高效户外电源可帮助很多家庭度过停电危机,对于户外爱好者也是“刚需”,“中国制造的移动充电设备和整屋备电方案性能高、安全性好、性价比高”。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)