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。
山西右玉县林业局:让塞上绿洲更秀美******
山西右玉县林业局——
让塞上绿洲更秀美(新时代新征程新伟业)
本报记者 乔 栋
冬月的头几天,地处山西省西北角的朔州市右玉县,迎来一场寒潮,最低气温降到零下25摄氏度。
右玉县林业局办公室里,几名工作人员围在退化林改造图前讨论正酣,技术员赵守忠则趴在电脑前,给作业图斑逐个编号。
经过70多年的绿色接力,人工造林近170万亩,治理沙化土地200多万亩,右玉从曾经风沙成患的不毛之地,变成如今林木绿化率达57%的塞上绿洲。
“党的二十大报告提出‘坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理’。林业工作者重任在肩。”右玉县林业局局长刘占彪说,“目前右玉的宜林荒山已经基本绿化,我们将坚持系统观念,加强林业生态建设,全面提升生态服务功能,让塞上绿洲更秀美。”
人防技防并举,更好守护森林
“老孙,牛羊没有上山吧?”看到护林员孙志刚,右玉县林业局森林资源保护巡查队队长马有春远远打着招呼。“放心吧,围栏都好着呢!”孙志刚裹了裹棉服。每天,护林员们到了自己的“责任田”,就在手机应用上签到,随后将林区情况拍照上传。
“这么大的林地面积,仅靠我们巡查队几个人巡护,难免出纰漏。”马有春介绍,近些年,右玉县相继选聘900多人组成护林员队伍,通过手机应用、摄像头覆盖,加大管理和巡查力度,牲畜毁林等情况大为减少。
护林设施装备也有提升。走在山上,每隔一段距离便出现一所“小红房”,这是2021年以来建的,以便护林员遮风避雨。
护林员驾驶的电动三轮车后备箱里,装着铁锹等。“现在,我们林业局不光有护林员和森林资源保护巡查队伍,还有一支森林公安队伍。”刘占彪说,这些年,右玉县推行了县乡村党政“一把手”负总责的林长制,并在林业局建立起3支成熟的护林队伍,形成了从线索发现到执法处置的护林流程。
伴着车上喇叭“护林防火”的宣传声,马有春将车开上了五道岭。站在最高处,环顾四周,目及之处皆是樟子松与油松。这里也因此有了很动听的名字——松涛园。
走进松涛园,见到很多沙棘树以及树上挂着的“小白房”,约足球般大小。往里一瞧,被粘住的黑色虫子动弹不得。“这是沙棘木蠹蛾。通过雌性气味诱捕的方式,降低了虫害。”正在林间收集虫害情况的森林病虫害防治股负责人郝志鹏告诉记者,近年来,在传统的人防基础上,右玉县林业局将技防应用提升,“我们根据虫害特点,综合运用生物防治、物理防治,将全县林业有害生物成灾率控制在千分之三以下。”
坚持系统治理,绿化提质增效
清晨,沿着已冻成冰河的苍头河行进,一会儿便进入湿地公园。即便是冬季,仍能清晰看出层次分明的林木:远处挺立着樟子松与油松,呈现大片墨绿色;中间的柠条与落叶松,枝杈伸向天空;近岸,枯灰的沙棘林里,一串串色彩饱满的黄色沙棘果,让人眼前一亮。
这层次立体、搭配丰富的林木,令赵守忠颇感欣慰。“这块区域,山水林田湖草各种要素齐全。”他说,“在右玉育苗殊为不易。我们多年重点关注的是树能不能种下去、种下去能不能成活。因此很长一段时间,右玉的造林绿化处在‘上规模’阶段。”
如今,坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,右玉的绿化,已从以前的单一种树转向林业综合生态治理。在苍头河湿地恢复治理中,采用了乔灌草立体栽植模式,科学种植山桃、山杏、樟子松等10多个品种。
同行的林业局工作人员杨峰华从手机里翻出两张对比图片:几年前,苍头河湿地公园植被稀疏、品种单一;现在,苍头河的夏天变得花红柳绿、五彩斑斓。“实践证明,这样搭配,不仅景观更加好看,涵养生态的效果也更显著,水质常年保持在Ⅲ类以上。”杨峰华说。
现在的右玉林业人,更加注重对建成林的挖潜增效。“一是对五六十年前种下的以‘小老杨’为代表的退化林,逐步以樟子松、云杉等树种补植替代;二是对以柠条为代表的低效林,补种沙棘等经济林,完善种植结构。”赵守忠说。
过右卫古城朝着东北方向驶去,很快便到了李达窑乡马头山脚下。眼前的一行行柠条地间,2022年新栽的沙棘苗并不显眼,却孕育着来年的希望。
“老李,今年的柠条地都改造完了吗?”见到赵守忠,林地的主人李云生一点都不陌生。20年前他们因“绿”相识,那时的马头山还是流沙肆虐之地。
李云生是右玉县的绿化名人。2002年,他从驾校校长岗位辞职,回到李达窑乡,投身这万亩荒山绿化。当年,赵守忠一次次爬上马头山,帮李云生作规划:“沟底种杏树,阴坡栽油松,梁上建个小苗圃,你这将来就是个‘绿色银行’。”如今,规划都已变成现实。
与李云生并肩缓步上坡,赵守忠继续帮李云生作着规划:“低效林改造,就从你这儿开始,给大伙儿做个示范。”
赵守忠介绍,按照规划,右玉县将于2023年完成低效林改造8000亩,未来5年计划改造12万亩低效林、退化林。
补短板强弱项,壮大绿色产业
“沙棘雄株不长果实,因此栽种时要牢记8∶1的雌雄配比,同时注意1米间距,方便日后管理……”这天,右玉县沙棘研究所所长曹满受县林业局委托,给两家沙棘造林专业合作社开展培训。
沙棘种植在右玉历史悠久,在近几年的绿化造林中,沙棘成为主力树种,栽植面积已达28万亩。全县孵化出12家沙棘加工企业,形成亿元产业。同时,产业短板也开始突显:非标准化种植的沙棘林,雄株比例偏高,管护不及时,导致产果量少;沙棘企业加工方式较为粗放,产业附加值不高。
为此,近两年,右玉县林业局不断推广沙棘标准化种植,同时协助对接县沙棘研究所、省农科院等科研院所,为企业沙棘产品多样化转型、营养成分检测等提供帮助。
步入沙棘加工企业集中的梁威工业园区,许多果农开着农用车,满载着沙棘枝驶入各家工厂。在山西献果园生物科技股份有限公司,负责人翟慎霞介绍:“去年右玉县主办的右玉沙棘研讨会,为我们对接上下游市场开阔了思路。从今年开始,林业局还在苍头河两岸推广标准化栽种沙棘,以后的沙棘果原料就不愁了。”
在刘占彪的办公桌上,一份《右玉县林草产业高质量发展规划》放在一摞材料的最上面。“党的二十大报告提出‘推动绿色发展,促进人与自然和谐共生’。”刘占彪说,“我们将坚持生态立县,大力推动苗圃种植、生态旅游等绿色产业发展,让绿色资产更多惠及群众。”
从右卫古城东门直行2里地,来到右玉县国营苗圃。从这培育的优质苗木,不仅在右玉各地生根发芽,还销往内蒙古、河北等地,年销量30多万株。
记者到达时,正好遇到李达窑乡的赵梓来找苗圃中心主任赵宝平。“樟子松苗这两年价格有点低,你了解市场,给我支支招,哪些树种现在更受欢迎?”赵梓开门见山。
赵梓在李达窑乡牵头成立育苗合作社,建了占地150亩的自营苗圃,主要培育油松、樟子松和云杉。“我常来这里学习,了解最新育苗技术和市场动向。”赵梓说,这几年,光靠培育油松苗,社员年均收入超过2万元。在赵宝平等林业人的努力与带动下,右玉如今已是远近闻名的育苗基地,培育各种苗木5万多亩。
“如今的右玉是天然‘碳库’。”刘占彪说,最近,右玉整合了40.49万亩的碳中和示范林,并积极推动第一笔“生态林折算成碳减排量”进行交易,“我们将继续积极探索林草生态产品价值实现路径,让老百姓分享更多的生态红利。”(人民日报)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)