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乐乐彩2023-01-31 16:05

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。

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筑牢互联网关键资源的基础******

  【乌镇观察】

  光明日报记者 王禹欣 张晓华

  当前,全球互联网产业发展正经历一场全局性、战略性、革命性时代转型。包括域名、关键数据、网络基础设施等互联网关键资源,承担了互联网标识、地址和路由等关键核心功能,是全球互联互通、网络空间安全稳定的重要基石。

  本次世界互联网大会,首次举办“构建透明、可信的互联网关键资源管理体系论坛”,为构建透明可信的互联网关键资源管理体系、释放互联网发展新动力建言献策。

  巩固网络发展的根基

  互联网是最重要的现代化基础设施之一,正在成为新一轮科技革命和产业变革的关键支撑和重要保证,推动我国科技创新、数字经济和现代产业体系的可持续发展。统计显示,截至2022年6月,我国网民规模已达10.51亿人,互联网普及率达到74.4%,远超全球平均水平,我国正在从网络大国向网络强国阔步迈进。

  “互联网核心技术是我们最大的利益。”中国工程院院士吴建平说,“网络空间核心技术体系是网络空间命运共同体的重要支撑,只有掌握下一代互联网核心技术,才能真正筑牢未来网络空间命运共同体的牢固基础。”

  互联网域名系统国家地方联合工程研究中心主任毛伟表示,从互联网体系架构出发,可以简单地将互联网分为物理设施层、基础资源层和应用层三层结构。其中,物理设施层是由计算、存储、网络共同构建的底层支撑,好比“信息高速公路”;应用层是金融、政务、社交等基于互联网形成的各种应用,就像跑在高速公路上的汽车;基础资源层则类似于两者之间的导航系统。

  “‘导航系统’一旦失效,就会面临断网风险。因此,互联网关键资源常被称为‘网络根基’,关系到互联网发展的基础。”毛伟解释。作为网络空间的“导航”,DNS已经超越最基本的解析功能,成为涵盖网络空间关键技术资源、软件系统在内的支撑全球互联互通共享共治的重要基石。

  “从核心技术突破的角度来看,下一代DNS要向数据赋能、全面感知、可靠传输、智能分析、精准决策升级,进一步筑牢数字经济重要网络根基。”毛伟说。

  释放数据要素价值

  “如何更好支持数字经济发展”成为互联网关键技术发展的关键之问。

  面对不断升级的网络安全挑战,DNS的技术适配与升级成为当务之急。数字经济的高质量发展、新一代信息技术的深化应用,同样需要DNS技术的创新突破。

  网络空间也是全球数字经济的生存和发展空间。在伏羲智库创始人李晓东看来,从DNS到DIS的转变是数字化发展的方向。“互联网不仅为全球范围内主机的互通互联搭建了桥梁,更为数字化数据采集、交换与传输提供了基础,承载了数字经济中的要素流通,对数字经济发展至关重要。”李晓东说。

  信息化进程包含数字化、网络化和智能化三个阶段。其中,数据与应用结构是信息化竞争的必然趋势。数字经济、数字政府、数字文化等,都是数字化发展应用的重要方面,也是互联网发展的重要方向。“从网间互联到主机互联再到数据互联,盘活数据要素去释放数据价值,是互联网关键资源的发展趋势。”李晓东说。

  夯实网络安全防线

  互联网的发展,不仅便利了人们的生活,也带来了潜在风险。随着技术的不断进步,网络攻击者的攻击方式更加先进、成本不断降低,网络钓鱼、恶意软件、供应链攻击等攻击行为,严重危害了人们的日常生活与产业发展。

  “管理互联网关键资源时,共担安全责任非常重要。”亚马逊云科技副总裁保罗·卫克玺呼吁共担互联网关键资源的安全责任,“它源于人们的基本常识——修得好栅栏,收获好邻居——明确的边界可以防止混乱的产生。”

  进入数字文明时代,网络安全的概念难以涵盖数字化技术带来的各种新挑战,所以需要升级为数字安全。“保障网络安全,要有‘上山下海’的劲头。”360集团创始人周鸿祎表示,要推动数字经济与实体经济融合发展,让中小微企业在数字化的过程中得到基础的安全保障。

  十年来,我国网络安全工作水平显著提升。“网络安全为人民、网络安全靠人民”深入人心。中国网络空间发展治理实践证明,世界各国都可以找到适合自己的互联网发展治理之路。

  《光明日报》( 2022年11月10日 11版)

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