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。
元宇宙场景加入 2022年广州国际灯光节创新开启******
中新网广州12月27日电 (记者 许青青)以“粤韵光彩·未来创想”为主题的2022年第十一届广州国际灯光节27日晚正式亮灯。值得一提的是,今年的灯光节不仅是首次线上亮灯,还创新应用了虚实融合的元宇宙场景,让观众在超级数字场景的技术应用下,完成一次虚实相生的云旅游,跨时空欣赏羊城之美。
广州塔及珠江两岸亮灯。 隋健 摄当日晚,在“云看灯光节”会场中,随着“3、2、1,亮灯!”声音响起,吉祥物“亮仔”作为特别主持人,与来自数字分会场的“光子鸡”一起,和众多市民游客在云端共同参与了一场梦幻感、科技感十足的线上亮灯活动,一同见证了本届灯光节正式“云启动”。与此同时,广州塔AR灯光展示也在数字分会场中同步正式上线。
在线下,除了北京路商圈、一江两岸的灯光作品一同亮起,南沙区分会场亦同步亮相。还同时设立了多组多媒体演绎和联动展示,包括利用沿江路24栋建筑媒体立面、猎德桥网屏、琶洲西区建筑媒体立面、北京路商圈大屏播放多媒体作品,以海心桥、珠江游轮、广州塔等现有景观照明资源进行联动景观展示。
记者在现场看到,流光溢彩的灯光与现代化的城市影像结合,如同一幅幅跃动斑斓的画卷,在珠江畔边铺展、流淌,展现出面向新未来、新畅想,每个人对于广州这座城市共同的美好祝福以及美美与共的生活热爱。
今年广州国际灯光节还首次尝试线上的形式,在科技感与参与性上寻求突破,更加注重科技创造与艺术创意的融合。在本届灯光节的小程序“云看灯光节”中,通过虚实融合的元宇宙场景应用,结合强交互的用户体验,一共设立了8大核心版块,包括亮仔的宇宙乐园、云游分会场、AR灯光展示、行者为光、十年展示窗、系列活动、亮仔与他的小伙伴们以及数字分会场。
2022广州国际灯光节元宇宙场景。 视频截图 摄其中,亮仔的宇宙乐园以“畅游宇宙,圆梦广州”为主题,通过UE5引擎技术的使用,将花城广场、海心沙亚运公园等城市地标的虚拟场景在线上全景重现。共展现了10组作品,从1号作品到7号作品分别为《月满花城》《走进亮仔的宇宙乐园》《绿色空间转移站》《时间的宫殿》《未来车间》《生命之树》以及《梦想舞台》。8号到10号分别为《云上舞月,情满花城》《行者为光——致敬城市的践行者》《唱响湾区——未来家园》三个篇章的演出。
2022广州国际灯光节元宇宙场景。 视频截图 摄据悉,本届灯光节为期13天。除了线下观灯,从12月27日起,市民游客在每晚18点到23点,通过“云看灯光节”小程序进入到“亮仔的宇宙乐园”中,便可解锁“宇宙巡演”版块,参与到一场超写实视觉效果、沉浸式体验的元宇宙互动盛典。(完)
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