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。
东西问·解码兔年 | 赵燕林:千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西?****** 编者按: “万物迎春送残腊,一年结局在今宵”。中国传统的兔年春节将至,历经疫情考验的人们心怀希冀。自2023年1月18日起,中新社“东西问”专栏特推出“解码兔年”系列稿,探究春节文化、“双立春”等的意涵与影响。
中新社敦煌1月20日电 题:千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西?
——专访敦煌研究院副研究馆员赵燕林
中新社记者 丁思
临近中国农历兔年春节,萌态可掬的兔子造型层出不穷。中国敦煌莫高窟壁画中的“三兔共耳”图存世千余年,绘制了共用三耳、循环追逐的三只兔子,这或许是世界上最与众不同的兔子造型。这一图案,也出现于巴基斯坦赤陶浮雕、叙利亚的多色陶瓷、欧洲教堂彩绘玻璃,乃至一些西方现代建筑中。
“三兔共耳”的创作源起是什么,有何寓意?为何能在中西广受认同?敦煌研究院副研究馆员赵燕林近日就此接受中新社“东西问”独家专访。
视频:【东西问】赵燕林:千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西?来源:中国新闻网
现将访谈实录摘要如下:
中新社记者:目前,现存于敦煌莫高窟壁画中的“三兔共耳”图案有多少个?它们的造型、纹样有何不同?
赵燕林:“三兔共耳”的装饰图案广泛分布于古丝绸之路沿线的亚欧大陆各地,目前已知该图案年代最早的实例存于敦煌莫高窟壁画中。从时代分布情况来看,壁画中“三兔共耳”发端于隋初,流行于初唐和中晚唐时期,最终消亡于五代。
莫高窟共发现有20个洞窟绘制有这一图案。其中,17个绘制在洞窟藻井图案中,4个为天宫栏墙装饰图案,还有1个绘制于藻井垂帐纹,共出现22处,隋代洞窟占比最多,共9幅。
总体来看,隋代初期此类图案尚显生涩,而至隋代中晚期则极尽繁华,第407窟“三兔共耳”藻井图案被认为是该纹样的杰出代表,也是大众最为熟知的一幅。
莫高窟第407窟“三兔共耳”藻井图案。敦煌研究院供图“三兔共耳”的图案主体构成呈圆形,三只兔子以等边三角形均匀分布其中,两两共用一耳,呈顺时针或逆时针方向旋转奔跑、相互追逐,首尾相接,动感十足,造型优美。早期图案中的兔子,以白色居多,唐代逐渐出现了黑色、灰褐等色。
中新社记者:该图案为何是三只兔子?有何寓意?
赵燕林:“三”在中国传统文化中,有着特殊寓意。《道德经》讲,“一生二,二生三,三生万物”,三只兔子有往复循环、繁衍生息的涵义。“三”又与佛教涅槃思想吻合,三兔像是“前世”“今生”与“来世”,有“循环”“轮回”之意。
同时,古人眼中,“兔”的内涵也很丰富。西晋张华《博物志》卷四《物性》中说:“兔舐毫望月而孕,口中吐子。”明代徐树丕在《识小录》中云:“俗曰:兔无雄,望月而生也。”古人认为世间所有兔子都为雌性,只有月亮中的兔子为雄性,加之兔子繁殖能力极强,自古便成为多子多福的象征。西晋傅玄《拟天问》曰:“月中何有,白兔捣药”,又说:“月为阴水,白兔之形”。古人认为月是“阴水”,还是白兔的化身,故《隋书·天文志》说:“月为太阴之精,以之配日,女主之象也”。所以,藻井图案中兔子的形象,也有“月神”与“阴水”的意涵,是“以水克火”的延展。
另外,汉魏以来,图谶瑞应思想极为流行,有着向朝廷进献“祥瑞”的传统。白色的鹿、兔子等世间稀有罕见,是吉祥、祥瑞的象征。经过魏晋南北朝战争,隋初人口相对退减,多子多福、生生不息成为普通民众朴素的期盼。藻井是莫高窟洞窟中最为核心的位置,将“三兔共耳”图案绘制在最中央的藻井中,也是寄托了洞窟功德主们的美好愿望。
莫高窟第302窟“三兔共耳”栏墙纹,这是目前已知该图案年代最早的实例。敦煌研究院供图中新社记者:“三兔共耳”有何源起,其创作手法有何特点?
赵燕林:研究发现,“三兔共耳”图案与中国古代传统文化纹样十分接近,例如出现在中国新石器时代的彩陶和玉器上的类似装饰图案,在春秋战国时期的铜敦盖、漆器上出现的三兽纹等,最为突出的是汉代瓦当上的三雁纹,以及画像石上的三鱼共首纹等。
其创作手法是中国传统的“共生”,即将两个或者两个以上相同造型元素的相同部分叠加重合在一起,在构成新图形的同时,不破坏单体结构的完整性。中国历代纹样作品中,有大量的共生图案,内涵也多与生命繁衍、祈福相关。
“三兔共耳”的“共生”创作手法也体现着中国传统宇宙观。中国古人重视天文,有星象崇拜,“三兔共耳”有自秦汉以来“三圆三方”宇宙模型的影子,即由中心三个圆外切三个正方形的叠涩构架而成,体现着天圆地方、天人合一的哲学观念。
莫高窟第305窟“三兔共耳”藻井图案及其“三圆三方宇宙模型”结构示意图 。敦煌研究院供图中新社记者:“三兔共耳”的传播路径有无定论?该图案为何也在西方社会受到认同?
赵燕林:敦煌是古丝绸之路的枢纽城市和商贸文化重镇,世界四大文明和三大宗教在这里相会,不同民族与文化交流交融是丝绸之路沿线地区的重要特征。存世最早的“三兔共耳”图案正是出现在敦煌。
学界多认为,这一图案是从中国自东向西传播,其以古代中国的传统文化为渊薮。有部分学者猜想其源于中原,后从蒙古帝国西征时,从敦煌沿丝绸之路同时向蒙古国、印度、中亚各地传播,后从中亚、西亚向非洲的埃及、欧洲各国传播。也有学者提出,是战争把它带至西方社会。
该图案究竟源于何处,缘何被带至西方?目前尚无定论,但有一点可以确定,世界很多民族都有月亮当中有一只兔子的传说。
随着时间演变,“三兔共耳”出现在伊斯兰圆章模印玻璃、阿富汗的金属盘、伊朗的托盘、科威特的瓷砖画、德国教堂的钟表、英国教堂的玻璃窗上,成为当地宗教、文化与民众日常生活中的图饰,沿用至今。
巴基斯坦斯瓦特赛杜沙里夫遗址“三兔共耳”浮雕(9—11世纪)。采自《三只野兔的神奇旅程》。受访者供图该图案对于西方民众意味着什么?一些西方学者做了调查,甚至专门有团队出版了《三只野兔的神奇旅程》等研究文集,他们认为“这幅图具有神秘的力量”,能够为人们带来无限遐想和吉祥的寓意。由此看来,无论是中国还是西方,人们对艺术魅力的认同与对生活的美好祈愿是相通的。(完)
专家简介:
赵燕林,甘肃省甘谷县人。敦煌研究院考古研究所副研究馆员。在《敦煌研究》《自然辩证法研究》《艺术设计研究》等期刊发表论文20余篇,出版著作3部。主要研究领域为中国传统文化及石窟艺术,在《西北民族大学学报》(哲学社会科学版)、日本《比较民俗研究》等期刊发表“三兔共耳”相关研究论文5篇。主持国家社科基金项目、甘肃省社科规划一般项目等研究课题4项,参与国家社科基金重大项目、国家社科基金冷门绝学团队项目、国家社科基金一般项目等多项课题基金。
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