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彩之家app2023-01-31 16:05

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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。

杀出一条“雪”路******

  寒风呼啸,身着白色伪装衣的武警特战队员脚踩滑雪板穿行于林海雪原间,在运动中瞄准、击发、命中目标。

  “成绩有效!”对讲机中传来声音,特战队员一个急停摘下防寒面罩,呼出的热气迅速变成一团升腾的雾气。

  连日来,位于祖国边陲的黑龙江黑河最低气温已突破零下40摄氏度。面对极寒,驻守在这里的武警黑龙江总队黑河支队官兵叫响“越是严寒越向前”的口号,在白山黑水间掀起了“冬季大练兵”的热潮。

  锻造坚固的“心理盾牌”

  1月15日,天降大雪,黑河市锦河大峡谷内,一支行军队伍正在雪野中蜿蜒前进。“前方道路被毁,由摩托化机动转入徒步行军。”对讲机内传来指令,官兵们迅速下车、整理装具,向着山林深处进发。“冬季大练兵”的第一个课目徒步行军,正式拉开帷幕。

  “不就是走路嘛!”第一次参加冬训的新兵周腾飞是南方人,第一次见到大雪的他显得格外兴奋。但队伍行进还不到10公里,原本活蹦乱跳的周腾飞就像霜打的茄子,默不作声地跟在了队伍后面。

  “先是欢声笑语,然后窃窃私语,最后沉默不语。”入伍13年、经历过13次冬训的二级上士孙彪说,每年新兵参加冬训,都会经历这个过程。

  “太冷了!跟我之前想的完全不一样!”走在队伍中的周腾飞望着一望无际的雪野开始犯憷,原以为在冰天雪地中行军是一件富有诗情画意的事,没想到徒步行军选的道路尽是些山沟野路,极寒条件下全副武装蹚在齐膝深的雪中,每走一步都要耗费极大体力。除此之外,无人机侦察、小股“敌人”袭扰等接踵而至的“敌情”也让周腾飞应接不暇。没过一会儿,他便汗流浃背,恐寒畏难等情绪开始慢慢出现。

  “外界环境的变化,势必会导致心理上的应激。只有锻造坚固的‘心理盾牌’,才能适应实战的要求。”该支队支队长张仰勇介绍,“冬季大练兵活动”中,支队积极探索冬训期间心理服务工作新模式:他们抽选军医、卫生员、思想心理骨干成立冬训心理服务小分队,第一时间赶赴驻训地域开展心理服务工作;编印下发《严寒条件下易发心理问题解决20法》《冬训中心理自我调节常识》口袋书,为官兵配备防冻伤小药包;常态化组织冬训防寒保暖知识大讲堂,针对严寒气候环境容易诱发的多种身体、心理问题及解决方法向官兵传授经验。

  摸清装备“耐寒指数”

  1月17日晚,在支队的演训场上,装备保障股股长刘浩带着业务骨干对某型侦察仪器进行性能测试,尽管穿着大衣,他们还是冻得直打哆嗦。

  “零下35摄氏度,某型软管窥镜电池工作效率下降30%,信息传输出现延迟……”刘浩一边讲,一边在本子上记录下此次测试的数据。在他随身携带的记录本上,密密麻麻写满了多种武器装备的“冻”态参数。

  “和人一样,武器装备也会因环境的改变产生‘水土不服’,摸清各型装备‘耐寒指数’,是提高战斗力的重要前提。”刘浩介绍说,以往冬训,考虑到精密装备造价昂贵、信息化元件怕低温等原因,有的单位在冬训时选择将其“深藏闺中”。

  “战争不分地域天候,恶劣环境下更能暴露出武器装备平时看不出的问题,要让每名官兵都成为数据采集员。”该支队领导在议战议训会议上一针见血地指出问题所在,随后制订下发《严寒条件下装备效能数据采集手册》,以便随时采集各型装备在不同温度条件下的性能数据。

  以往从未经历过冬训的武器装备“全员出动”,暴露出的问题和困难自然不少。特战队员刘学在冬训第一天就“冒了泡”。那天滴水成冰,刘学所在小队受命执行侦察搜索任务,没想到“老伙计”竟然“罢工”了。经过检查,是由于长时间低温,电池电压不足,无人机无法起飞。

  “无人机高空侦察!”对讲机传来指令。情急之下,刘学拆掉无人机电池塞进了大衣里,用自己的体温加热电池……待无人机起飞后,目标早已不见踪影,任务被判定失败。

  失利后,刘学与战友们集智攻关,很快就为无人机穿上了“棉袄”——他们与厂家技术人员沟通协调,为无人机配备了便携式电池加热器,使用时仅需10分钟即可将电池温度提升至20摄氏度以上。此外,他们还在无人机电池上加装了绝缘贴纸,可以有效减缓无人机飞行过程中的热量损失。

  除此之外,气温低于柴油凝点时如何避免车辆出现“趴窝”、通过染毒地带防毒面具观察口的雾气如何去除等问题,也在冬训中被一一解决。

  据悉,此次野外驻训,该支队共总结测试出各类武器装备数据40余项,各型号装备在低温状态下的作战性能得到有效检验,填补了支队寒区作战的数据空白。

  在冬训现场,笔者看到支队射击教员高黎明通过采集弹着点的分布规律,总结出低温条件下的射击要领,在零下30摄氏度的雪地里打出了5枪50环的好成绩。

  让靶场与战场深度耦合

  “距离200米,西北向来风,风速每秒5米……”观察员话音刚落,狙击手刘波果断开枪,成功“击毙”目标。

  1月20日,大寒,一场实战化实兵对抗演练悄然展开,狙击手刘波执行潜伏狙击任务,在雪地中潜伏近30分钟后,才等到目标出现。

  “不光打得要准,能在冰天雪地中隐蔽自己和反侦察同样重要。”刘波说。

  在前不久的一次演习中,刘波所在小队受命对“暴恐分子”实施捕歼,正当刘波和观察员占据任务地域的最佳射击位置之后,意想不到的事情发生了。

  “砰!”突如其来的枪声打破了山林的寂静,1名队员“遇袭”倒地。

  “通过枪声判断‘敌人’位于我们西北方向。”刘波迅速判明情况,调整位置并做好射击准备。正当他在瞄准镜内发现“敌人”踪迹,准备射击时,没想到隐藏在另一方向的“敌人”却率先扣动了扳机。

  “如果这不是演习,那后果将不堪想象。”复盘总结会上,“铩羽而归”的刘波作出深刻反思,“我们只顾着占领整个山谷的最佳射击位置,却忘了‘最佳位置’在顺风顺光的同时也最容易遭‘敌’打击。”

  该支队作训股股长苏冠华介绍,此次演练,将部队机动至陌生地域,目的就是在陌生环境、实战条件下检验官兵作战能力,但部分官兵存在用惯性思维去适应新战场,情况设想不充分,预案制订不科学的情况,成绩不理想在所难免。

  雪地机动后没有处理雪地上的脚印、生火取暖烟雾暴露目标等4类10余项脱离实战的问题被摆上台面,官兵们解决问题的同时也推动训练向实战再靠近一步。

  近日,驻地气温已骤降至零下40摄氏度,但官兵们备战打仗的热情却丝毫不减,多项战法在风雪中接受了近似实战的检验。

  许家铭 王梓嘉 胡森 中青报·中青网记者 郑天然 来源:中国青年报

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