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。
【十年中国风】“5G+万物”,中国人闯出数字生活新天地******
中新网北京10月3日电题:【十年中国风】“5G+万物”,中国人闯出数字生活新天地
记者 宋宇晟
“峰顶5G信号特别好。”2020年5月,登山队员在珠峰峰顶通过5G网络拨通电话。登山队登顶测量的高清视频画面,也通过5G网络实现了全世界实时共享。
这一年,全球海拔最高的5G基站——位于珠穆朗玛峰海拔6500米前进营地的5G基站投入使用。同年,中国5G深入地下534米,全国首个煤矿井下5G网络建成,当时创造了全球最深地下5G网络的纪录。
在商用一年之内,中国5G就创造了“上山”“入地”的纪录。如今,三年过去了,中国5G的覆盖范围有多广?
世界上最大的5G网络
2019年,中国工信部向运营商发放5G牌照,开启了5G商用元年的序幕。同年,三大运营商官宣5G套餐资费,中国5G商用进程全面开启。
当时就有外媒指出,这标志着中国在成为科技超级大国之路上迈出了关键一步。英国广播公司(BBC)更是直接以“中国推出‘世界上最大的5G网络’”为题报道了中国5G发展情况。
5G牌照发放后,中国5G网络建设驶入“快车道”,中国加速进入万物互联时代。
这年7月,摩纳哥成为全球首个全境覆盖5G网络的国家。在此过程中,中国公司成为摩纳哥最可靠的合作伙伴之一。
而此后新冠肺炎疫情的暴发,让世界看到了中国5G布局的前瞻性。
2020年,路透社报道指出,“疫情期间网络负荷爆满,中国经受住了这一考验,网络适度超前建设显然功不可没。这也让大家尝到了5G网络的甜头。”
香港《南华早报》文章认为,疫情暴发后大量用户需要更快的网络连接和低延迟来支持多种应用,比如直播和远程会议,中国5G移动服务行业的长期发展将得到加速。
宽带发展联盟发布的报告显示,2021年第四季度,中国移动宽带用户使用移动宽带网络访问互联网时的综合平均下载速率已达到59.34Mbit/s。而这一数据在2017年还不足20Mbit/s。
资料图 中新社记者 陈骥旻 摄来之不易的5G引领
这片数字生活的“新天地”,是中国人闯出来的。
曾几何时,中国移动通信事业在很长一段时间都落于人后。自上世纪80年代以来,移动通信每10年就会出现新一代革命性技术。但起步的1G对于中国来说,几乎是一片空白。
有报道对5G之前中国的移动通信技术做过这样的梳理:1987年,中国正式进入1G时代,“大哥大”的造型深入人心,但核心技术和标准被外企牢牢掌握;1994年,2G在中国落地,发送短信成为可能,手机也越来越平民化;2009年,工信部发放3G牌照,更高的带宽和更稳定的传输速度让移动互联走入现实,国产手机顺势而起;2013年,4G牌照如期而至,中国自主研发的TD-LTE标准得到了广泛使用,催生了移动支付、短视频等全新业态。
从“3G突破”“4G同步”到“5G引领”,这十年,中国移动通信技术终于完成了从“追赶”到“引领”的历程。
数据显示,中国企业声明的5G标准必要专利占比达到38.2%,5G行业应用案例已累计超过2万个。
在当下的中国,5G正与万物互联:5G+工业互联网、5G+教育、5G+医疗、5G+农业、5G+交通运输、5G+能源、5G+VR、5G+AI……
国外网友艳羡的5G生活
5G技术在中国覆盖范围之大,也令国外网友艳羡不已。
2019年,在YouTube平台,一则视频“云南偏远少数民族脱贫”(Remote ethnic group rises above poverty in Yunnan, China)获得好评如潮。其中记录了中国少数民族独龙族生活的今昔对比。
独龙族的主要聚居地云南独龙江乡,深处峡谷,自然条件恶劣。新中国成立初期,独龙族“一步跨千年”,从原始社会末期直接过渡到社会主义社会。当世界步入数字时代,独龙族还能跟上时代的脚步吗?
不少网友在视频中发现,这么偏远的村庄居然有5G,很多人表达了羡慕之情。
2019年至今,以5G技术填平“数字鸿沟”的努力一直在持续。今年7月,独龙江乡6个行政村实现5G网络全覆盖。电商、直播带货这些数字时代的产物,正逐渐融入当地人的日常生活。
新加坡《联合早报》注意到,活跃在短视频平台“三农”领域的博主,在中国越来越多。
这有赖于十年来中国信息基础设施实现跨越发展。
数据显示,目前中国5G基站开通数、移动电话用户数全球第一。截至7月底,全国建成开通5G基站196.8万个,所有地级市城区、县城城区和96%的乡镇镇区实现5G网络覆盖,5G移动电话用户达到4.75亿户,比2021年末净增1.2亿户。
在中国国家博物馆“百年巨变——雕塑作品展”中,一件名为《5G时代》的雕塑记录了当代中国乡村数字生活的具体瞬间——两位老人开心地坐在村头的石磙上,高高举起手机,与远在他乡的亲人视频通话。
当然,被一起定格在雕塑中的,还有这个时代独有的中国5G印记。(完)
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(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |