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。
ICT行业发展将面呈现哪些新动向?这场趋势年会详细展望******
光明网讯(记者 李政葳)在1月6日举行的2023 ICT行业趋势年会上,中国工程院院士邬贺铨分享了2023年ICT行业发展的十大期待,5G+工业互联网构建数实融合平台,云网融合+算网协同打造互联网新基建,WEB3.0支持数字资产与实物资产关联,元宇宙要尽快从炒作转到务实等系列观点。
本次大会以“新趋势、新发展、新格局”为主题,由中国工信出版传媒集团主办,北京信通传媒·通信世界全媒体承办,盘点2022年技术和产业走势对2023年ICT行业发展的影响。会上,中国工信出版传媒集团副总经理刘华鲁表示,希望全行业紧紧把握数字化发展的新趋势,推进构建新发展格局,加快推进数字化创新成果的转化,不断催生新产业、新业态、新模式。
工业互联网是产业数字化转型和实体经济高质量发展的新型基础设施。中国工业互联网研究院总工程师王宝友表示,工业互联网助力重塑工业生产制造和服务体系,已成为工业经济转型升级的关键依托。工业互联网带动各行业的增加值规模持续增长,影响范围从制造业延伸到电力、交通、能源、建筑、金融等45个国民经济大类,在支撑工业经济数字化转型的同时,有效助力农业现代化和服务业高端化,促进一二三产业融通发展。
2023年我国数字经济加速转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段。“工业数字化加速渗透,与服务业数字化共同构成驱动数字经济发展的双引擎。”中国信息通信研究院副总工程师何伟说。
我国数字经济新十年的发展大幕开启,将进入新一轮快速发展阶段。数据显示,预计到2023年,我国数字经济规模将超过52万亿元。其中,ICT产业平稳发展,收入增速9.4%,较2022年显著提升,预计2022—2025年ICT产业收入年均增长10%。
数字经济的快速发展离不开产业企业的使能推动。比如,新华三积极构建以异构算力、高质量网络、数智一体化、算网融合、绿色低碳、安全可信六位一体的新型数字基础设施,全力助推国家数字经济高质量发展;诺基亚贝尔认为,行业数字化转型的最重要的目标就是实现可持续发展,利用数字化技术和手段降本增效,节能减排;长飞宽带多模光纤支持400G及以上数据中心光接入,助力全光算力网络,打造高效稳定的数据中心。
2022年是数字经济全面发力的一年,5G、云计算、AI等新技术融入千行百业,芯片、模组、终端等产业逐步壮大,为我国数字经济发展打下坚实基础。通信世界全媒体特评选出2022年在5G技术与应用创新领域有杰出贡献的“5G创新人物”以及引领ICT产业创新的“2022年度ICT产业创新人物”两大重磅奖项。
据了解,本次年会分为开幕式主论坛与三场分论坛——5G创新发展高峰论坛、智能算网高峰论坛、千兆智家高峰论坛。与会各方共同探索ICT产业在危机中育新机、于变局中开新局的新思路。