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。
古籍如何兼顾“藏”与“用”******
古籍如何兼顾“藏”与“用”
——来自古籍数字资源联合发布会的专家观点
光明日报记者 陈雪
“古籍具有特殊性,作为文物必须保护,作为文献必须为读者所用,二者存在矛盾。”——解决“藏”与“用”之间的矛盾一直是古籍工作的重点,山东大学文学院院长、教授杜泽逊说:“数字化是目前最好的办法”。
1月4日,国家图书馆(国家古籍保护中心)、天津图书馆、南京图书馆、云南省图书馆、苏州图书馆、中山大学图书馆等6家单位,在线召开了古籍数字资源联合发布会,发布了6786部(件)古籍资源,可在线免费阅览全文影像。会上,多位古籍专家学者围绕古籍数字资源建设进行了深入讨论。
古籍数字化有何迫切性?未来趋势是什么?专家学者展开了深入探讨。
数字化平衡“文物性”与“文献性”
20世纪90年代初,上海图书馆把内部使用的古籍目录卡片摆在图书馆的走廊里,为了完成“四库全书存目丛书”的版本调查,杜泽逊跑到上图,查阅了十几天卡片。夏天高温,他就到馆外买一根绿豆冰糕含在嘴里,再回到馆内查卡片——为查阅古籍文献,要出差到各地,克服各种困难,这是一代古籍研究者的集体记忆。
“从内部使用到目录卡片放在走廊,再到数字资源挂在网上,这个进步是非常快的。”杜泽逊说,国家图书馆为首的几十家图书馆把古籍数字资源放在网上,读者不必直接使用古籍原件,这是很重要的一条保护措施。此外,在线阅览不知道节省了多少人的时间、体力、财力,对推进新时代古籍工作有重大贡献。
兼顾“藏”与“用”,古籍数字化刻不容缓。“国家图书馆从2000年起开始有计划地将古籍进行数字化,并陆续建成数字方志、碑帖精华等专题库,面向社会公众发布。”国家古籍保护中心办公室负责人王红蕾介绍了古籍数字资源发布的整体情况。2016年,国家图书馆搭建“中华古籍资源库”平台,发布了国图馆藏善本和普通古籍、甲骨、敦煌文献、碑帖拓片、家谱、老照片等数字资源,以及天津图书馆、哈佛燕京图书馆等许多馆外古籍和海外征集古籍资源。2021年疫情期间,读者远程访问需求增长,为回应读者的“急难愁盼”,“中华古籍资源库”实现了免登录阅览。资源库上线、免登录阅览被学者称为惠及学林的两个重要节点。
2007年以来,随着“中华古籍保护计划”的深入开展,各地图书馆陆续投入人力物力,大力推进古籍数字化。苏州图书馆党委书记、馆长接晔介绍,截至目前,苏州图书馆已完成数字化古籍1496部,容量达16.12TB。
据了解,国家图书馆(国家古籍保护中心)先后联合39家单位发布古籍资源2.8万部(件),此次是第七次联合发布,6家收藏单位新增发布古籍资源6786部(件),不仅有明清版刻、稿抄本古籍,还有碑帖拓本等特色资源:新增国家图书馆藏古籍数字资源1075部19.2万叶,主要为年谱类、目录类古籍;天津图书馆发布馆藏稿抄本文献165种655册;南京图书馆发布了“清人文集数据库”,共收录清人文集399种,以全本彩色扫描的方式制作成数字影像;云南省图书馆发布馆藏善本63部381册,图像50604拍;苏州图书馆发布馆藏古籍数字资源888部;中山大学图书馆发布了一批颇具该馆特色的碑帖文献数字资源。
本次资源发布后,全国累计发布古籍及特藏文献影像资源达到13万部(件),其中,国图建设的“中华古籍资源库”发布超过10.2万部(件)。王红蕾说,“中华古籍资源库”已成为全国古籍资源类型和品种最多、体量最大的综合性资源共享发布平台。
北京大学中文系古典文献学教研室主任、教授杨海峥感叹,从2016年到现在,陆续推出了13万部(件)古籍数字资源,对于学者来说是非常重要的一件事情。在线查阅免去了往返奔波各家图书馆的时间,缓解了古籍“藏”和“用”之间的矛盾,平衡了古籍的文物性与文献性。
古籍资源既要“用得上”,还要“用得好”
2022年10月,全国古籍整理出版规划领导小组印发实施《2021—2035年国家古籍工作规划》,“国家古籍数字化工程”正是四项重点实施工程之一。近年来,全国古籍登记工作让3000万册件古籍有了“身份证”,未来,让更多古籍“上线”与读者见面,将是我国古籍工作的一大重点。
“古籍数字化资源的制作与发布,其实是回归到古籍作为书籍文献本来的性质。”清华大学科学技术史暨古文献研究所研究员刘蔷说,以往,人们说学术的繁荣与学术资料的新发现有关,这种说法是忽视了存世的大量古籍,存世古籍是一个巨大的资源库。可以预见,连续的古籍资源发布,将带来宏阔的学术气象。
古籍数字化平衡了“藏”与“用”的矛盾,让古籍资源“用得上”,未来,更要“用得好”。学者们对古籍数字资源的深度利用提出了许多有益建议。
浙江大学图书馆研究馆员黄晨认为,古籍数字资源联合发布可以更好地呈现资源的利用价值,接下来,可以进一步就已发布的资源进行深度揭示,进一步打通资源和发布平台,提供一站式检索,将资源聚合起来,这样的利用效果会更好。刘蔷也表示,期待能有一个与古籍数字化资源相匹配的古籍数字目录,以便实现一站式检索。
杨海峥认为,目前古籍数字化发展迅速,百花齐放,各类数据库和古籍数字化平台纷纷涌现,多样化的发展一方面带来了很大便利,另一方面也应进行协调统一,建立更加规范的数据规范标准,使得古籍数字化的资源有保证,达到方便使用的学术水准。杨海峥说,2022年中办、国办印发的《关于推进新时代古籍工作的意见》,专门强调要“加强古籍数据流通和协同管理,实现古籍数字化资源汇聚共享”,国图联合全国古籍存藏单位把古籍数字资源进行统一与整合,形成公益性平台,奠定了非常好的基础,是未来古籍数字化的发展趋势。
汇聚、开放、共享,古籍数字化的步伐不断加快。杜泽逊说,“期待发布更多的数字资源,最终达到除少数特殊情况外,全部数字化。”
《光明日报》( 2023年01月06日 09版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)