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。
中央农村工作会议系列解读⑱统筹发展和安全 保障粮食和重要农产品稳定安全供给******
作者:普蓂喆 中国农业科学院农业经济与发展研究所
2022年中央农村工作会议强调“保障粮食和重要农产品稳定安全供给始终是建设农业强国的头等大事。”会议着重强调了“安全”,从过去 “稳产保供”上升到“稳定安全供给”,是统筹发展和安全在农业领域的重要体现。
统筹发展和安全,既是重大理论问题,也是重要实践要求。面对风高浪急的国际环境、艰巨繁重的国内改革和超预期因素冲击,保障粮食和重要农产品稳定安全供给,要更加注意防范化解重大风险、守住安全底线,也要破除桎梏、推动高质量发展。
粮食稳定安全供给的基础扎实
我国粮食和重要农产品保供,坚持稳字当头、稳中求进,做到让14亿多人吃得饱、吃得好,保供基础扎实。
粮食保供制度完备。我国历来重视粮食和重要农产品稳产保供,中央一号文件等顶层政策将其置于突出位置,并把粮食和重要农产品纳入地方经济社会发展考核。中央和地方经济社会发展规划、产业发展规划,对粮食和重要农产品都有战略布局、系统规划。形成了“辅之以利、辅之以义”的支持体系,出台《国家粮食应急预案》《生活必需品市场供应应急管理办法》等应急办法,兼顾常态化保供与应急保供。
粮食供给数量充足。粮食产量连续十九连丰,连续八年稳定在1.3万亿斤以上。自2003年以来,粮食产量2-3年登上一个千亿斤新台阶,从4.5亿吨到5亿吨用时3年,5亿吨到5.5亿吨用时3年,5.5亿吨到6亿吨用时2年,6亿吨到6.5亿吨用时3年。其他重要农产品供给能力显著增强、品种更加丰富多样。我国是全球最大的蔬菜、水果生产国,猪肉产量常年在5400万吨左右,禽肉产量常年保持产大于需,牛羊肉产量在1200万吨以上,水产品产量约6500万吨。
粮食生产能力较强。紧抓耕地和种子两个要害,提升良种良法、农机装备水平。开展粮食生产功能区、重要农产品生产保护区建设,划定粮食生产功能区9亿亩,划定重要农产品生产保护区2.38亿亩。持续推进高标准农田建设,布局国家粮食安全产业带,形成一大批一季千斤、两季吨粮的优质良田。作物良种覆盖率超过96%,水稻、小麦种子自主率达100%。畜禽养殖规模化、标准化、专业化养殖水平提高,良种供给能力显著增强。
粮食流通韧性提升。建成八大粮食物流通道、“两横、六纵”粮食物流重点线路,形成成熟的现代粮食物流格局和运输网络,建成集应急供应网点、应急加工企业、应急配送中心、应急储运企业、国家级粮食市场信息直报点和地方粮食市场信息监测点于一体的应急响应体系。粮食、猪肉、棉花等重要农产品储备制度不断完善,发挥了调节供求、稳定市场、应对突发事件和维护农民利益的“调节器”作用。
统筹发展和安全,要把握好四方面关系
在新发展阶段,要辩证看待以下四方面关系,妥善处理粮食和重要农产品领域的“痼疾新患”,形成以安全保发展、以发展促安全的良好局面。
统筹“系统性”与“优先序”。保供制度设计需要系统思维,措施要明确优先序。农产品保供具有多对象、多环节、多部门、大范围、长周期等复杂特征,保供顶层设计上要有系统性考量。系统保护生产能力、加工能力、流通能力和农资产能,构建多部门协作机制。保供措施上,考虑经济社会发展要点、财政资源压力、政策实施效率,要明确措施优先序,避免“撒胡椒面”。聚焦重点品种、重点环节、重点部分,补齐关键短板,打造战略高地。
统筹“质”与“量”。粮食和重要农产品保供要更加安全,需统筹质的有效提升和量的合理增长。加快推进新一轮千亿斤粮食产能提升行动,从地、技、利、义等方面全方位夯实粮食安全根基,树立大食物观,构建多元化食物供给体系。要以量变的积累实现质变,更加重视农产品质量与食品安全。推动优质品种研发培育,调整调优种养结构,继续实施优质粮食工程,提升优质农产品供给能力,强化农产品质量安全监管。
统筹“技”与“策”。深挖技术与政策的支持潜力,协调配合形成更大合力。全面部署种业种源、农机农艺、农业颠覆性技术等领域,推动“藏粮于技”战略、种业振兴行动落实落地、抓出成效。以政策性信贷、政策性保险优化农业支持政策,进一步调动农民生产积极性。协调地方粮食安全责任分工,健全利益补偿机制,调动地方政府积极性。形成技术研发与政策支持合力,推动重大技术研发和应用,切实培育关键战略能力。
统筹“国内”与“国际”。我国消费需求刚性增长、资源环境压力加大、国内外生产成本倒挂等因素,使利用国际市场平衡、调剂和满足国内需求成为一种长期对策,迫切需要深化国际农业合作、寻求稳定的农产品贸易渠道。依靠国内国际两种资源、两个市场保障粮食和重要农产品安全,首先要做到以我为主、立足国内,“把饭碗牢牢端在自己手中”。再充分利用国际市场,同时防范国际农产品市场风险、加强战略性布局,更好地构建进口粮食供应链。
(本文为北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心项目/北京社会科学基金一般项目“习近平总书记关于粮食安全的重要论述研究”(22LLGLC068)的阶段性成果)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)