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。
山东匠人创新篆刻艺术 让菏泽牡丹“花开石上”******
一块普通石头在吴沧海手上“开”出一朵惟妙惟肖的富贵花。巨野融媒中心供图
中新网山东巨野1月9日电 (肖守祥)一张木桌、一盏台灯、几把刻刀,桌面上零散摆放几方石料,1月9日,在山东省菏泽市巨野县,篆刻家吴沧海正在自己的工作室伏案创作,刻刀翻飞间,一块普通的石头在他的手上“开”出一朵惟妙惟肖的富贵花。
从上中学起,吴沧海就迷上篆刻,至今已有25年时间。吴沧海介绍说,篆刻工艺大体包括打磨印石、印稿设计、操刀治印、修改调整、钤印、刻边款、拓边款等工序。根据印上所起的稿子,先统刻一遍,把握每个字的造型和气势,称为“初刻”。初刻后,要用拓色蘸墨将印文上墨,使印文清晰可辨,根据要求进一步加工细刻,称为“精刻”。
吴沧海在工作室伏案篆刻牡丹花。巨野融媒中心供图
“精刻是一方印成败的关键,必须精心弄刀。这种用石用刀恰到好处的结合,才能表现出丰富而熟练的笔意和篆书的结构美。”吴沧海说,在石头上刻牡丹,和传统意义上的篆刻不一样,传统意义上的篆刻刻的是篆字,适读性、辨识性不经过专业学习,很难看明白;而牡丹花很形象,特点鲜明,雅俗共赏。
吴沧海篆刻牡丹的想法源于2022年4月,当时第31届菏泽国际牡丹文化旅游节如期举行,因疫情原因,许多外地游客不能来菏泽欣赏牡丹。从那时起,他把篆刻艺术创作的目光聚焦到了牡丹上,决定用手中的刻刀把石料变成牡丹刻章,赋予其艺术“生命”。
篆刻牡丹,要先用毛笔一笔一划在石头上勾勒出牡丹的形象。巨野融媒中心供图
篆刻牡丹,要先用毛笔一笔一划在石头上勾勒出牡丹的形象,再用刻刀进行篆刻。为此,吴沧海专门到巨野书画院向绘画老师学习画牡丹,因为石头材质偏硬,对体力和用刀的准确度都是个考验。
吴沧海告诉记者,在篆刻牡丹的过程中,刻刀的深与浅、明与暗、曲与直、虚与实、残与满,考验篆刻者驾驭刀工的功力,头脑要时刻保持灵活度,这种刀与石、书与刻的结合之趣,构成了篆刻牡丹艺术的独特之美。
“曹州牡丹甲天下”,牡丹是菏泽的一张“金名片”。巨野融媒中心供图
“一方牡丹印章艺术价值的高低、篆刻家的艺术修养水平,都能从一枚小小的印章中体现出来。”在吴沧海看来,“印如其人”“书为心画”,在人品与艺品兼修的砥砺前行中,追求尽善尽美的艺境,篆刻艺术也同样如此,实现着“成教化,助人伦”的社会作用。
“巨野县是中国文联命名的‘中国农民绘画之乡’,也是中国工笔画学会命名的‘中国工笔画之乡’,工笔牡丹画是巨野县工笔画的当家品种。当地大多数书画家都以工笔牡丹为表现形式,以篆刻的角度更深层次地把菏泽牡丹呈现在一方印石上,是一种新的艺术创新。”著名画家黄恩涛说。
吴沧海以篆刻的角度更深层次地把菏泽牡丹呈现在一方印石上。巨野融媒中心供图
“‘曹州牡丹甲天下’,牡丹是菏泽的一张‘金名片’。每一个菏泽人都有义务把菏泽牡丹宣传推广出去,让更多人知道、了解菏泽牡丹。”吴沧海说,作为一位金石篆刻艺术的痴迷者和追寻者,他要用手中的刻刀讲好菏泽牡丹故事。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)