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。
康复后,这些人群要小心二次感染******
目前很多新冠病毒感染者逐渐康复,然而,不少人担心,如果新冠病毒的毒株不同,是否会再次感染。为此,科技日报记者专访了中国工程院院士张伯礼,请他就新冠病毒二次感染的相关问题进行解答。
转阴后3—6个月内发生二次感染概率较低
“再次感染新冠病毒的概率主要与人体免疫水平、病毒株变异以及后期个人防护有关。”张伯礼说,相较于早期变异株,奥密克戎可能引发更多的突破性感染和重复感染。
不过张伯礼表示,大家也不用过于担心,虽然尚未有大样本人群证据显示奥密克戎变异病毒株感染后持续免疫的具体时间,但在新冠病毒感染后,人体免疫系统已在发挥作用。根据当前临床观察,感染后3—6个月内发生新冠病毒二次感染的概率还是比较低的。
与此同时,很多人担心二次感染新冠病毒会加重症状。对此,张伯礼表示,二次感染新冠病毒的症状与是否有基础疾病、病毒感染剂量以及个人身体状况等多种因素相关。但从目前多数报道来看,由于机体已产生免疫力,第二次感染的症状一般会较上次轻。
不过,他强调,也有少数研究报告显示,与仅感染过一次的患者相比,再次感染的患者出现并发症的风险更高,包括肺部、心血管、糖尿病、胃肠道和神经系统等并发症。
建议康复六个月后接种新冠疫苗
“虽然短时间再次感染相同新冠病毒变异株的可能性不大。但免疫力较差的人群容易反复感染,包括老年人、婴幼儿、有基础疾病的人群以及免疫缺陷人群,短期内存在二次感染的风险,特别是面对新的变异株时。”张伯礼介绍,医生、护士等高风险岗位的人群,所处工作环境传播风险高,接触变异毒株多,工作强度大,二次感染的风险较高。
“为了避免新冠病毒变异毒株的再次感染,转阴后也要继续做好个人防护。”张伯礼强调,“阳康”6个月后可以接种新冠疫苗,最好采用序贯策略,注射异种疫苗,以强化免疫屏障。
对于新冠病毒感染康复者而言,预防二次感染最好的办法仍是落实好防护措施,包括戴口罩、注意手卫生、注意休息、勤通风、保持社交距离等,特别是对老年人和儿童“阳转阴”患者,应当注意保暖,尽量少聚集,保证良好的卫生习惯,注意营养饮食,增强免疫力,尽量降低再次感染的风险。
如果出现再次感染,一定要首先分清“复阳”与二次感染。“复阳”发生在转阴后2—3周内,患者一般无明显临床症状,主要是体内残留病毒片段检测出的阳性,一般没有传染性;而二次感染一般发生在首次感染后数月至一年内,相当于一次新的感染,一般有临床症状出现,并且病毒核酸载量较高,具有传染性。
“‘复阳’患者一般无需再治疗,注意休息,合理膳食和营养即可。”张伯礼提醒,二次感染的患者需再次进行规范治疗,并严格做好个人防护,做好自我隔离,降低疫情传播的风险。(记者陈曦)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)