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。
实现“双碳”目标,上海有何路径、捷径、机遇?******
中新网上海1月12日电(记者 范宇斌)如何统筹推进碳达峰碳中和?正在此间召开的2023年上海市两会上,各民主党派上海市委员会和上海市工商业联合会聚焦“双碳”目标,提交集体提案,积极建言,凝聚共识。
中国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。
“产品碳足迹的精准量化是实现‘双碳’目标的前提,而工业产品的碳足迹量化是实现‘双碳’目标第一步,量化碳足迹作为减少碳排放的第一步,能够有效帮助辨识在产品全生命周期中主要的温室气体排放过程。”为此,中国民主建国会上海市委员会在集体提案中建议,应率先建立产品碳足迹可信的精准量化标准体系,打造“上海制造”“双碳”新名片。
中国民主建国会上海市委员会建议,可以着力接轨国际通行的标准和规范,率先建立基于可信的、精准量化的产品碳足迹标准体系;推动产品碳足迹精准量化示范试点,有序推广到不同行业;完善碳足迹相关产业政策,引导高质量可持续发展。
对于超大城市上海而言,实现“双碳”目标,有何路径可走?
“降污减排、协同增效是促进上海经济绿色转型的重要途径之一。”中国民主促进会上海市委员会在集体提案中指出,当前上海经济发展与环境保护的长期矛盾尚未根本缓解,面对经济复苏、空气质量达标、“双碳”目标实现等多重压力,后疫情时期的经济复苏将增大空气质量达标以及“双碳”目标实现的难度。
如何“破题”?中国民主促进会上海市委员会建议,可以制定多种污染物协同控制的管控机制,并分类区分不同行业,制定不同时间段的降碳减排目标,落实应对措施;建立长三角地区协同的降碳减排交易机制,在长三角区域同权、同价,严格统一规范初始配额的发放方法、规则及年度核查规则;应用智能化、网络化、数字化等当代技术,作出周密有序的部署,以发展非化石能源为视角,寻求淘汰陈旧产能的发展路径。
实现“双碳”目标是否有“捷径”?
九三学社上海市委员会在集体提案中建议,推动数字技术赋能绿色低碳转型,大力推进数字技术与绿色低碳融合发展,提高产业高端化、智能化、绿色化水平。
审视当下,各地在推动绿色低碳转型过程中,面临着数字技术赋能低碳转型缺乏具体方案、数字技术和减排技术支撑能力不足、产业生态和应用场景不完善、数据中心碳排放体量大和减排难等诸多问题。
对此,九三学社上海市委员会建议,加强顶层设计和应用示范,制定数字技术赋能低碳转型规划;加强科技支撑和人才保障,依托“科技创新行动计划”支撑前沿数字低碳关键核心技术攻关;推动行业节能减排发展,重点用能单位率先开展数字化绿色低碳转型,丰富数字技术的节能降碳应用场景;促进数字低碳技术多元应用,打造统一的碳排放监测网络,建立碳排放数字监测和服务平台;推动数据中心绿色低碳发展,推广分布式供能、数电联营等绿色运营模式,探索“海洋+数据中心+风电”综合开发。
实现“双碳”目标又催生哪些新机遇?
“抢抓绿色低碳新赛道、培育绿色发展新动能已成为上海构筑未来发展竞争优势的战略方向。”上海市工商业联合会在集体提案中建议,助推民营经济抢占绿色低碳新赛道,赋能上海高质量发展。
据上海市工商业联合会介绍,一些民营企业已开始实践,在清洁能源、节能环保等领域展现发展实力,并形成了一批创新成果。“下一步,建议整合各方资源,共建绿色低碳产业生态;积极主动作为,加强绿色低碳引导服务;拓展场景应用,推动绿色低碳实践探索。”
2023年上海市政府工作报告明确,上海市今年将积极稳妥推进碳达峰碳中和。实施煤电节能降碳改造,推进 LNG站线扩建、分布式光伏建设,规划建设深远海海上风电示范、外电入沪等重大项目,推动电动汽车充换电设施建设,加快构建新型电力系统。发展绿色园区、绿色工厂、绿色产品、绿色供应链,坚决遏制高耗能、高排放、低水平项目盲目发展,淘汰落后产能450项。推动海铁联运、江海联运等多式联运发展。实施超低能耗建筑项目200万平方米、公共建筑节能改造400万平方米。推进碳普惠制度建设,倡导绿色低碳生活方式。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)