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。
确保产业链供应链循环畅通******
中央经济工作会议强调,围绕制造业重点产业链,找准关键核心技术和零部件薄弱环节,集中优质资源合力攻关,保证产业体系自主可控和安全可靠,确保国民经济循环畅通。
落实中央要求,相关部门聚焦重点产业链薄弱环节加快补齐短板,确保重点企业稳定生产和物流畅通,各地加快补链、延链、强链,保障产业链供应链安全稳定,注重挖掘增量政策空间,聚焦薄弱环节精准加力,为工业经济稳定恢复增强动能。
千方百计稳生产
一段时间以来,疫情防控重点医疗物资生产保供成为重中之重。工信部副部长王江平表示,为了确保疫情防控重点医疗物资的产业链供应链循环畅通,工信部指派专员现场办公,协调解决企业物流、用工、原料采购等困难,保障企业生产不断、供应稳定。
各地各部门将工业经济稳定恢复放在重要位置,及时出台系列举措,提升产业链供应链韧性和安全水平,指导企业应对疫情冲击,实现稳产达产,加强能源和重要原材料、关键零部件供应保障,振作工业经济。
多地采取一系列新举措,全力确保产业链供应链安全稳定。比如,江西省通过建链、畅链、保链、强链、护链“五链合一”,招大引强做好“建链”,产销对接做好“畅链”,精准施策做好“保链”,创新引领做好“强链”,政府推动做好“护链”,全力保障产业链供应链循环畅通。青海省西宁市统筹推进产业链“链主制”+重点企业“包保服务制”,加快重大项目建设落地,大力发展新兴产业,千方百计稳生产、保运行、促发展,以点带链、以链带面促进工业经济平稳运行……
“当前,各地确保产业链供应链循环畅通的主要措施包括,提升产业链重点企业的保供能力,通过白名单等方式,全力支持重点企业复工复产;保障货运物流畅通,推进跨区域协同,疏通供需卡点堵点;加强产业链供应链的数据收集和信息共享,主动撮合供需,贯通生产、分配、流通、消费等各个环节。”赛智产业研究院院长赵刚说。
抓住关键补短板
2022年12月31日,被誉为“争气机”的首台国产F级50兆瓦重型燃气轮机首次点火成功,标志着东方电气集团历时13年自主研制的该燃气轮机向商业化运行又迈出重要一步。
近年来,关键领域技术攻关不断取得积极进展,制造业核心竞争力进一步提升。“但也要看到,我国产业链仍然存在薄弱环节,在一些领域总体表现为‘缺芯少魂弱基短件’。”中国宏观经济研究院产业所工业室主任付保宗表示,特别是在集成电路及专用设备、操作系统及工业软件、航空发动机及机载设备、关键材料等重大基础领域,由于技术门槛高、产业化难度大,“卡脖子”风险日益显现。同时,基础研究积累薄弱,原创性成果相对缺乏,一些产品研发与应用脱节,前沿技术产业化能力不足,产品开发成功率较低。
中央经济工作会议强调,着力补强产业链薄弱环节。如果说千方百计稳定企业生产是当前确保产业链供应链循环畅通的重点,那么补短板则是着眼长远的必经之路。
“补强产业链薄弱环节,要分兵突围,多向发力。”付保宗认为,首先,要探索市场条件下的新型举国体制,支持探索以下游重点需求用户为主导,建立上下游、产学研多方参与的市场化技术攻关联盟组织。其次,针对一些竞争性领域的产业链短板环节,动员各类市场主体开展研发,鼓励新型研发机构探索新型组织模式,支持构建多种形式产学研用共同体。
“要坚持科技自立自强,聚焦重点产业链薄弱环节加快补齐短板。针对关键环节‘卡脖子’、新增长点支撑不足等结构性制约,推进补链强链,加快培育新动能。”工信部副部长辛国斌说。
培育激发新动能
没开灯的厂房里,传送带不停运送着零部件,一部部手机接连下线,几乎看不到工人……2022年,小米北京亦庄智能工厂一直处于开足马力的状态,生产了上百万台高端智能手机。厂长周毅介绍,通过对产线的不断优化改进,目前小米工厂已将200多道手机生产工序的自动化率提高到75%,相比传统产线生产成本下降超20%。
付保宗表示,数字技术正深刻改变制造业发展模式,加速提升产业效率,不断催生新模式、新业态、新产业,为工业增长创造新动能。要落实好“首台套、首批次、首版次”等扶持政策,进一步激发工业企业开展新一轮技术改造的动力,以信息化培育新动能,以新动能推动新发展。
“随着疫情防控措施的优化,因物流不畅造成的产业链供应链堵点问题将大幅减少。来自外部的技术、产业和贸易限制可能成为影响我国产业链供应链稳定性的重要因素。”赵刚说。
江苏省发展改革委二级巡视员李义介绍,江苏正加快建设自主可控安全高效产业体系,将更多要素资源投向先进制造业领域。福建省工信厅党组书记、厅长翁玉耀表示,已制定企业数字化转型行动计划,推进140个新一代信息技术与制造业融合项目建设,召开产业数字化转型晋江现场会,推广先进典型示范标杆。
“我们将牢牢把握高质量发展这一首要任务,坚定信心决心,聚焦自立自强,统筹发展和安全,锻长板、补短板、强基础,加强传统产业改造升级,加快培育壮大新兴产业,全面提升产业体系现代化水平。”工信部党组书记、部长金壮龙说。(黄 鑫)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)