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。
高校科技伦理教育的三重原则******
【专家视角】
作者:谢惠媛、常舒铭(分别系北京航空航天大学马克思主义学院教授,北京航空航天大学马克思主义学院硕士研究生)
随着科技的快速发展,科技伦理治理问题日益成为社会各界的关注重点。加强科技伦理治理,需要发挥教育的基础性和关键性作用。中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于加强科技伦理治理的意见》(以下简称《意见》)明确指出,要重视科技伦理教育,“将科技伦理教育作为相关专业学科本专科生、研究生教育的重要内容,鼓励高等学校开设科技伦理教育相关课程,教育青年学生树立正确的科技伦理意识,遵守科技伦理要求”。作为培育科技创新领军人才的重要摇篮,高校应加快推进科技伦理教育,把科技伦理纳入教学,培养德才兼备、可堪大用、能担重任的栋梁之才。
高校科技伦理教育要取得成效,不仅要遵循科技伦理治理的总体要求,而且要尊重教学规律,聚焦教育对象特点。具体而言,应遵循制度与意识并重、目标与责任并重、规制与引领并重等三项原则。
制度与意识并重
制度具有规范性和导向性,是开展有效治理的重要保障。然而,单凭制度本身不足以激发遵守规范的自觉,不足以从源头上遏制违法违规行为的发生。事实上,一项制度的贯彻落实从根本上需要深层的伦理意识和道德观念作支撑。就行为性质而言,行为之所以被称作是道德的,主要是因为行为者具有道德认知和伦理自觉,自愿恪守道德规范,而不仅仅是因为行为表现得合乎道德。诚如冯友兰所指出的那样,道德行为是“对于道德价值有觉解,为道德而行的行为”。就制度现状而言,目前我国科技伦理规范和标准有待完善、治理体系尚未成形,与科技发展相伴随的新问题往往倒逼制度作出回应,催生新的规则。在转型升级阶段,伦理意识尤为必要且重要。可以说,不管是制度出台前,还是制度执行过程中,科技伦理意识都是最后一道,也是最根本的一道防线。培养伦理意识与加强制度规范,共同构成科技伦理治理不可忽视的着力点。
围绕科技伦理治理的着力点,高校科技伦理教育应双管齐下,激励学生把外在的规范转化为内在的需要。有调查表明,一些理工科学生对科技伦理抱有偏见,不重视学习规章制度,或者理解不全面、不透彻,处于“熟知而非真知”的状态。鉴于此,教师应一方面向学生系统讲解我国相关道德准则和法律法规,介绍国际社会伦理建议书或伦理指南,帮助他们明确科技活动有制可依、有规可守,另一方面给他们讲解道德的本质和功用等基本原理,并借助情景模拟或场景再现等方式,引导他们思考该情境中存在的伦理问题,使其强化伦理信念,做到知其然、知其所以然、知其所以必然,从而在价值理念上捍卫科技伦理的权威性。此外,高校还可通过辩论赛、知识竞赛、社会调研和网络宣传等多种形式,营造教育氛围,多渠道帮助学生把制度规范内化于心,自觉以制度为准绳,在科技活动中始终保持伦理敏感度,发现与抵制违反科技伦理要求的行为,在个体层面真正做到伦理先行。
目标与责任并重
科学研究与技术应用是有目的性的行为活动。这些目标不仅指向物的推进,关乎某一特定科技领域的突破,同时也应指向人的发展,体现“术”与“道”的有机统一。就《意见》而言,科技伦理治理的总体目标、科技伦理原则等,都不同程度地体现了对人之发展的高度重视。明乎此,才能理解“科技无禁区”的谬误,避免陷入技术“价值中立论”陷阱。与正确理解目标同样重要的是培育责任感。责任与目标紧密相连,在强烈的社会责任感驱动下,科技活动更有可能减少“脱靶”概率、降低伦理风险,更好地服务于人的发展。目标与责任相辅相成,充分体现科技伦理的落脚点。
着眼于科技伦理的落脚点,高校科技伦理教育应帮助学生全面深入地把握科技活动的目标,培养与提升社会责任感。当前,一部分大学生单纯关注技术的推进,却忽视技术的根本指向,忽略人的发展问题。他们认为应严格区分研究与应用,主张前者在价值上是中立的,不应为其设置禁区,也无须承担社会责任。但通观生命科学、合成生物学和人工智能等高新技术领域,不难发现,科学研究与技术研发应用之间的边界逐渐变得模糊。加之,科技领域本身专业性强、技术壁垒高,事前风险研判难度大。著名的“科林格里奇困境”提醒我们,当代科学技术的可控性正变得越来越小,技术对人的影响很难在短期内清晰把握,只有通过人与技术的交互关系才能逐步呈现出来,但此时技术已对社会产生广泛且深远的影响。对此,高校科技伦理教育应引导学生关注人的发展问题,从工具理性和价值理性等多个角度思考行为责任,负责任地开展创新性研究。
规制与引领并重
科技向善具体表现为,科技活动遵守道德准则,要满足人民对美好生活的需要。从这个意义上讲,科技伦理的作用首先表现为,给科技活动提供必要规范,避免其侵害人的生命安全、身心健康和人格尊严,防止其危害社会安全、公共安全、生物安全和生态安全。除此以外,科技伦理还应发挥价值引领作用,引导科技朝着增进人类福祉的方向发展,使科技更好地造福人类。换言之,科技伦理不仅要扮演好“守门人”角色,为制度制定、伦理审查和监管等提供价值支撑,而且还应为研究指引新方向、提供新空间。
从科技伦理的作用功能出发,高校科技伦理教育应帮助学生掌握与守好科技活动的底线和红线,同时帮助他们合理把握人与技术的共在关系,多维理解生活图景,使其在深化认识过程中激发主动性和创造力,以科技呈现生活的丰富样态,避免技术应用挤压生活空间而导致生活扁平化。这是实现科技创新与科技伦理良性互动的应有之义,也是助推人民群众过上有尊严的美好生活的必然要求。
高校科技伦理教育事关科技人才队伍建设、事关科技发展方向,是加强科技伦理治理的基础性、长远性要素。必须坚持正确原则,切实做到意识与制度并重、责任与目标并重、引领与规制并重,在培养更具伦理精神的未来科技工作者方面发挥更为积极的作用。
《光明日报》( 2023年01月03日 15版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)