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。
俄罗斯提出军队改革新计划******
提升整体作战能力 应对北约安全威胁
俄罗斯提出军队改革新计划
图②:挂载“匕首”高超声速导弹的俄米格-31K战机。 资料图片
不久前,俄罗斯国防部召开年度扩大会议,总结了2022年俄武装力量的建设成果以及在乌克兰特别军事行动的进展。针对俄军在俄乌冲突中暴露出的建设短板和能力弱项,会议提出下一步军队改革调整新计划,以提升俄军整体作战能力,确保完成特别军事行动目标、有效应对北约安全威胁。
巩固核力量确保对北约战略威慑
在常规力量建设相对滞后的情况下,核力量成为俄保持对美、北约战略均势的重要砝码。
2022年,尽管在乌克兰方向投入大量军事资源,俄仍保持对“三位一体”战略核力量的投入力度,将核武器这一国家安全柱石的现代化率提升至91.3%。这一年,首架图-160M战略轰炸机交付空天军,955A型战略核潜艇“苏沃洛夫大元帅”号入列北方舰队,“萨尔马特”洲际弹道导弹也正式进入战斗值班序列。此外,俄还丰富拓展以高超声速武器为代表的非核遏制力量,将其作为核遏制的有效补充手段,以实现“核常并重”的双重遏制战略效果。
俄乌冲突期间,面对整个“西方集体”对俄实施的全手段综合施压,俄罗斯一方面通过核演习展示核实力、提升核力量战备等级、警告“第三次世界大战将是核战”等方式,高调发出核威慑信号;另一方面在实战中以战略轰炸机发射巡航导弹、多次使用“匕首”高超声速导弹等方式显示决心和实力,慑止北约直接军事介入冲动。按计划,俄将继续保持“三位一体”战略核力量建设力度,将其作为维护主权和领土完整、国际战略平衡的重要保障,确保对北约进行有效战略威慑。
重建以陆军为核心的联合作战体制
俄乌冲突让俄罗斯充分认识到,陆地战场的胜负仍是左右战争结局的关键。
冲突伊始,俄军试图依靠以营级战术群为核心的多域联合作战行动达成作战目的,但面对拥有北约作战保障体系赋能的乌军,俄军营级战术群作战自持力不强、保障力不足等弱点相继暴露。此外,俄军联合作战能力有限,在乌东陆战场,受多重因素影响,俄各军种、各部队无法进行高效联合。
据报道,为理顺陆战场作战指挥关系,俄军计划重建以陆军为核心的联合作战体制,使部队在战术战役层面实现战场指挥权的高度统一,从而通过发挥俄军传统大兵团作战优势取得战场主动权。一是推动旅改师进程。旅机动灵活,但编制员额较小、力量有限,无法有效应对持久高强度消耗战。俄军有意恢复师团制,除打算将7个摩步旅扩编为摩步师并新组建3个摩步师外,空降兵也将增加2个空降突击师编制,同时还计划在现有海军陆战旅基础上组建5个海军陆战师。二是为各集团军配属空天军作战力量。俄乌冲突中,俄空天军出动架次过少、精确打击效果欠佳、与陆军协同程度有限。为此,俄准备给每个集团军配属1个混成航空兵师和1个陆航旅,确保实施空地一体作战。三是优化西部战略方向兵力部署。为应对芬兰和瑞典加入北约后可能出现的新威胁,俄军计划新建莫斯科和列宁格勒两个新军区,西部军区可能专门应对乌克兰方向威胁。
转变思路大幅增加军队员额
近年来,俄军推进的“新面貌”军事改革,核心是将大战动员型军队转变为常备机动型军队,以精干常备部队打赢未来局部战争和武装冲突。为此,俄通过裁军将军队员额压减至约100万。但俄国土面积1700多万平方千米,横跨11个时区,百万常备部队勉强能够执行国土机动防御和境外驻军任务,加之面对北约东扩压力、高加索地区动荡、美亚太盟友领土声索等现实安全威胁,俄军兵力不足问题不断凸显。
在俄乌冲突中,俄军难以同时在多个方向上完成作战任务。实践表明,精干型军队难以满足高强度对抗消耗战需求,俄军遂采取一系列措施大幅扩充军队员额。
一是扩大武装力量规模。2022年8月,俄总统普京签署命令,从2023年1月1日起,俄武装力量员额增加13.7万,达到115万。此次俄国防部扩大会议上,俄再次宣布扩军,计划将俄军人数增至150万。其中,合同兵将增加至69.5万,与当前数量相比几乎翻了一番。二是调整征兵政策。公民应征年龄下限从18岁提高到21岁、上限从27岁提高到30岁。公民可根据意愿,从入伍第一天起就按照合同制服兵役。三是完善国防动员体系。针对此前局部动员中出现的征召不符合条件人员入伍、装备物资缺乏等问题,俄计划通过改进兵役征召体系、完善装备物资储备体系等措施,确保征召入伍人员与作战任务需求相匹配,并尽快形成战斗力。
加快弥补信息化能力不足等短板
当前,俄军信息化作战能力不足,导致在特别军事行动中仍沿袭机械化战争传统战法。
对此,俄军在积极调整战略战术、力求步步为营的同时,也在加快弥补自身短板弱项,重点提升信息化作战能力。一是提升指挥和通信系统的信息化水平。拓展指挥自动化系统的覆盖范围,优先为营以下作战分队配备指挥自动化系统终端和新一代数字电台;积极引入人工智能技术,提升作战体系效能。二是提升战场态势感知能力。主要是将无人机配备到班、排作战单元,并将之整合于统一的战场侦察网络,通过保密信道实时传送信息,从而大幅度提升“侦察-打击”回路效能。三是加快发展无人机等智能作战装备,重点发展战略无人机、察打一体无人机和巡飞弹,扩大精确制导弹药,特别是精确制导炮弹的生产。
此外,针对前期作战和动员过程中俄军后装保障方面出现的突出矛盾和问题,俄强调发挥军事工业委员会作用,集中力量保障特别军事行动的物资技术需求。在此基础上,坚持“战场无小事”原则,确保为部队配备先进的医疗包、防弹衣等装备。同时,进一步优化“外包式”后装保障结构,提高军队自身“伴随式”装备维修保障能力,恢复各级部队的修理分队编制,确保保障能力适应战场需要。
(作者:代勋勋,单位:军事科学院战争研究院)