可吞咽设备：诊疗肠道疾病的新利器

2024-03-02

本期话题：可吞咽设备，肠道蠕动，柔性设备，药物递送，医学材料，肠梗阻，可穿戴设备，隐秘质粒，鼠乳杆菌，氨基酸配方奶，BFG Partners，Neobe Therapeutics，精密发酵，立方制药，Genetic Analysis 该篇日报由R·AI辅助创作生成，人工审核校对。 Nature子刊：可吞咽电子设备——追踪和治疗肠道疾病的新利器（综述） Nature Electronics——[34.3] ① 可吞咽电子设备可用于实时跟踪和治疗胃肠道疾病，通过探讨可吞咽电子设备的研究发展，并为可吞咽电子胶囊的系统级设计提供了循序渐进的指导；② 通过考虑胃肠器官的解剖和生理特性，进而确定可吞咽电子设备在尺寸、形状、拓扑结构和包装材料上的要求和限制；③ 研究着重于关键设计组件，包括传感器和执行器、集成电路、通信、电源、包装、定位和运动；④ 综合考虑了必须解决的挑战，以实现可吞咽电子产品的全部应用潜力。【原文信息】 End-to-end design of ingestible electronics 2024-02-09 , doi: 10.1038/s41928-024-01122-2 Science子刊：用可吞咽设备刺激肠道蠕动，或可治疗肠梗阻 Science Robotics——[25] ① 本研究开发了一种可吞服的自推进装置（INSPIRE），通过肠腔电刺激有效恢复肠道蠕动，为肠梗阻等运动障碍疾病提供了一种新的治疗方案；② 在离体和活体猪模型中，该装置具有最佳部署、肠道电接触、自推进能力、安全性及降解性；③ 在正常和抑制运动性模型以及化学诱导的肠梗阻模型中，INSPIRE装置使肠道收缩改善了44%至140%，并将平均通过时间从8.6天缩短至2.5天；④ INSPIRE装置通过肠腔电刺激可恢复肠蠕动活动。【原文信息】 An ingestible self-propelling device for intestinal reanimation 2024-02-28 , doi: 10.1126/scirobotics.adh8170 可实时监测胃肠道神经肌肉组织活动的柔性设备 Advanced Materials——[29.4] ① 成功开发了一种新型柔性装置，可在胃肠道组织中实时监测电学和机械响应；② 通过使用聚二甲基硅氧烷和聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)（PEDOT:PSS）制作电极，可记录到与肌肉活动一致的电压变化和由机械应变导致的电阻变化；③ Capstone™ FS-30和聚乙二醇掺杂剂可增强PEDOT:PSS的导电性、对应变的电敏感性和稳定性；④ 设备采用阴影掩膜和溶液加工技术制造，比传统基于净化室的光刻工艺更快速、更简单；⑤ 在离体小鼠结肠和人类胃部进行测试，该装置对化学刺激物和阻断剂具有检测和响应能力，并通过电刺激诱导肌肉收缩；⑥ 本研究为研究胃肠道功能和治疗相关疾病如肠易激综合征和胃轻瘫具有巨大潜力。【原文信息】 Stretchable Device for Simultaneous Measurements of Contractility and Electrophysiology of Neuromuscular Tissue in The Gastrointestinal Tract 2024-01-30 , doi: 10.1002/adma.202312735 Nature子刊：新型可饮用水凝胶，助力轻松服药 Nature Materials——[41.2] ① 本研究开发了一种可饮用的原位形成坚韧水凝胶（LIFT水凝胶），用于胃部药物递送，克服了传统药物形式的局限性；② 通过先后摄入交联剂溶液和含药聚合物溶液，LIFT水凝胶能在胃中直接形成，展现出良好的机械强度、生物相容性，并在24小时后安全清除；③ LIFT水凝胶可在活体大鼠和猪的胃中稳定形成，且以控制的方式递送与未封装药物相当的药物剂量；④ LIFT水凝胶还能有效保护被封装的治疗性酶和细菌免受胃酸中和作用，为难以吞咽药物的患者提供了一种新的治疗途径。【原文信息】 Drinkable in situ-forming tough hydrogels for gastrointestinal therapeutics 2024-02-27 , doi: 10.1038/s41563-024-01811-5 胃肠道伤口防护喷雾凝胶：创新技术助力消化道伤口恢复 Advanced Materials——[29.4] ① 本研究开发了一种可喷洒的粘合性水凝胶，用于胃肠道损伤的快速覆盖和持久保护，有效促进伤口愈合并减少术后并发症；② 该水凝胶基于聚乙烯亚胺修饰的Pluronic®胶束前体和氧化葡聚糖，能在接触组织时立即凝胶化，形成粘附性屏障；③ 体外及豚鼠、兔子和猪模型中，这种生物材料在结肠和酸性胃损伤中具有安全性和有效性；④ 该水凝胶能够确保长达3-7天的组织保护，显著促进伤口愈合，最小化延迟并发症的风险，为胃肠道伤口管理提供了一种易于采用的方法。【原文信息】 Sprayable Hydrogel Sealant for Gastrointestinal Wound Shielding 2024-02-29 , doi: 10.1002/adma.202311798 国内团队：CT或能预测肠闭袢性梗阻中肠坏死症状 Radiology——[19.7] ① 北京大学第三医院原春辉团队联合延安市中医医院研究发现，在小肠闭袢性梗阻患者中，通过CT检测肠内容物衰减增加是预测肠坏死的重要指标，具有高特异性和良好的重复性；② 纳入145例患者，其中坏死组61例，非坏死组84例，根据手术探查和术后病理检查确定坏死，两名放射科医生通过主观视觉评估和客观测量独立审查CT表征；③ 肠内容物衰减增加和肠壁衰减增加是肠坏死的独立预测因素，在预测肠坏死时具有相似的敏感和特异性；④ 观察者一致认为评估肠内容物优于肠壁。【原文信息】 Increased Attenuation of Intestinal Contents at CT Indicates Bowel Necrosis in Closed-Loop Small Bowel Obstruction 2024-02-06 , doi: 10.1148/radiol.231710 浙江大学：无线无电池可穿戴设备监测汗液中核黄素，助力精准营养 Biosensors and Bioelectronics——[12.6] ① 浙江大学的刘清君团队发表文章，开发了一种无线、无电池、柔性的可穿戴生物传感系统，用于实时监测汗液中的核黄素（维生素B2，参与能量代谢的必需维生素），为精准营养提供了新的工具；② 该系统采用电沉积还原氧化石墨烯（rGO）和铂纳米颗粒（PtNPs）的协同效应，实现了高灵敏度和选择性的电化学伏安法检测，检测限达到1.2纳摩尔；③ 通过微流控贴片采集汗液，柔性电极阵列进行实时核黄素分析和pH校准，同时利用柔性电路和智能手机实现无线近场通信（NFC）能量收集和数据传输；④ 人体汗液分析显示，该系统与金标准测量方法具有高度一致性，并揭示了汗液和尿液中核黄素水平之间的强相关性；⑤ 研究所开发的可穿戴平台为无创营养追踪开辟了可能性，为个性化饮食指导朝着精准营养的方向提供了强大潜力。【原文信息】 Wireless and battery-free wearable biosensing of riboflavin in sweat for precision nutrition 2024-02-17 , doi: 10.1016/j.bios.2024.116136 Cell：深入解析人肠道菌群中的隐秘质粒pBI143 Cell——[64.5] ① 隐秘质粒是一类似乎不为宿主菌提供有益功能的质粒，Cell发表的这项最新研究对人肠道微生物组中的一种隐秘质粒pBI143进行了深入分析；② pBI143主要存在于人肠道菌群中，在工业化人群中尤为普遍，在肠道宏基因组读长中占比超过0.1%，是人肠道菌群中数量最多的染色体外可移动遗传元件；③ pBI143在人肠道中受负选择压力，其突变积累在特定位点，且在多数个体中为单克隆状态，可能是因为继承自母亲（垂直传递的优先效应）；④ pBI143仅2.7kb，编码2个基因，主要在拟杆菌目成员间转移，但pBI143可作为载体短暂携带其他基因，从而可能为宿主菌提供益处；⑤ 应激情况下（如炎症性肠病），pBI143数量增多；⑥ pBI143或可作为识别人类粪便污染和肠道炎症的标志物。【原文信息】 A cryptic plasmid is among the most numerous genetic elements in the human gut 2024-02-29 , doi: 10.1016/j.cell.2024.01.039 陶诗煜+肖英平：鼠乳杆菌胞外囊泡减轻呕吐毒素引起的肠屏障破坏的新机制 Environment International——[11.8] ① 华中农业大学陶诗煜团队联合浙江省农业科学院的肖英平团队揭示了鼠乳杆菌通过分泌细胞外囊泡减轻脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON，呕吐毒素）诱导的肠道屏障破坏的新机制；② DON导致肠道菌群紊乱（尤其缺乏鼠乳杆菌）、增强M1巨噬细胞极化并降低紧密连接蛋白的表达；③ 菌群移植和抗生素处理实验表明，肠道菌群一定程度介导了DON诱导的肠道毒性；④ 鼠乳杆菌是潜在的抗DON益生菌，可减轻DON引起的肠道屏障紊乱；⑤ 机制上，鼠乳杆菌胞外囊泡上调TLR2促进M2巨噬细胞极化并释放IL-10，进而增强肠道屏障功能。【原文信息】 Novel mechanism by which extracellular vesicles derived from Lactobacillus murinus alleviates deoxynivalenol-induced intestinal barrier disruption 2024-02-22 , doi: 10.1016/j.envint.2024.108525 朱书+张兰Cell子刊：过量氨基酸配方奶或伤肠菌促抑郁 Cell Reports——[8.8] ① 中国科学技术大学的朱书和张兰团队合作发表文章，揭示了氨基酸配方（AAF）会导致小鼠肠道菌群失调，并引发抑郁样行为；② 通过给新生小鼠喂食氨基酸饮食（AAD），模拟婴儿摄入AAF的饮食方案，结果显示AAD喂养的小鼠出现了菌群失调、肠道和大脑的神经活动增强、胃肠蠕动障碍以及抑郁样行为；③ 与正常饲料喂养的小鼠或牛奶配方喂养的婴儿相比，将AAD喂养的小鼠或AAF喂养的婴儿的粪便菌群移植到受体小鼠中，导致受体小鼠的神经活动增强和抑郁样行为加剧；④ 这些发现强调了避免过度使用AAF的必要性，突显了AAF可能对儿童神经发育和心理健康产生不利影响的风险。【原文信息】 Amino acid formula induces microbiota dysbiosis and depressive-like behavior in mice 2024-02-26 , doi: 10.1016/j.celrep.2024.113817 BFG Partners成立第三支健康消费品基金 ① 近日，风险投资机构BFG Partners宣布，成立第三支专注于健康消费品领域的投资基金；② 基金将专注于对种子轮到B轮阶段的公司进行投资，单笔投资额在300万到500万美元之间；③ 基金规模为1.25亿美元，目前新基金募集金额已完成70%，BFG Partners前两支基金规模分别为5400万美元和1.08亿美元；④ 自2014年成立以来，BFG Partners已投资了多个市场领先品牌，如Olipop和Caulipower，分别在主打肠道健康的苏打水市场和花椰菜披萨皮市场占据了重要份额。【原文信息】 BFG Partners Activates $125 Million Third Fund To Back Healthy Consumer Products 2024-02-26 , Forbes Neobe Therapeutics获得234万美元融资 ① 近日，合成生物学初创企业Neobe Therapeutics宣布，成功完成234万美元（约合人民币1864万元）融资，Pioneer Group和Deep Science Ventures等新老股东参与投资；② 融资将用于加速Neobe Therapeutics公司主要管线项目开发，包括前期广泛的临床安全性和有效性研究以及开展初步的监管合规工作；③ Neobe Therapeutics公司致力于采用合成生物学技术开发能够改造肿瘤微环境的微生物菌株，从而提高免疫制剂的抗肿瘤效果，减轻耐药现象发生；④ 目前，Neobe Therapeutics公司已成功开发出两种专有产品，并且在结直肠癌、胰腺癌和乳腺癌患者上展示出了初步临床疗效。【原文信息】 Neobe Therapeutics raises over $2m for synthetic biology enabled tumour microenvironment remodelling 2024-02-29 , Pharmaweb PFA与FFE联合颁布精密发酵新定义 ① 2月26日，精密发酵联盟（PFA）和食品发酵欧洲（FFE）两家机构联合颁布了精密发酵的最新定义；② 精密发酵是指结合传统发酵过程和最新的生物技术，利用微生物高效生产目标化合物，如蛋白质、风味分子、维生素、色素或脂肪；③ 与传统或天然发酵技术相比，新定义强调了精密发酵使用新兴生物技术来获取特定胞外产物而不是细胞本身，所使用的分子序列源自数据库，目标产物要通过过滤获得；④ 同时新定义强调，精密发酵技术已在业界使用超过30年，胰岛素和母乳低聚糖生产所采用的就是精密发酵技术。【原文信息】 Precision Fermentation Alliance and Food Fermentation Europe Finalize a Refined Definition of Precision Fermentation 2024-02-26 , PR Newswire 立方制药美沙拉秦肠溶片注册申请获受理 ① 2月27日，合肥立方制药发布公告称，已收到国家药监局下发的美沙拉秦肠溶片药品注册上市许可申请《受理通知书》；② 美沙拉秦肠溶片是一种非甾体抗炎药，适用于溃疡性结肠炎急性发作期的治疗和防止复发的维持治疗，以及克罗恩病急性发作期的治疗；③ 美沙拉秦肠溶片原研为德国福克制药公司，本次申请上市的产品为0.5g规格的美沙拉秦肠溶片；④ 截至公告日，除进口产品外，国内有三家企业持有该产品其它规格药品批文。【原文信息】立方制药(003020):收到美沙拉秦肠溶片药品注册受理通知书 2024-02-26 , 中财网 Genetic Analysis粪便样本采集试剂盒获CE-IVD认证 ① 2月26日，Genetic Analysis AS公司宣布，旗下GA-map粪便样本采集试剂盒获得了欧盟CE-IVD认证；② 该试剂盒简化了样本收集过程，可使用户居家轻松方便地完成粪便样本收集，同时不影响样本检测结果；③ 该产品与GA-map菌群检测试剂盒配合使用，可用于诊断肠易激综合征和炎症性肠病患者的菌群失调状况；④ CE-IVD的认证，标志着该试剂盒可进入更广阔的欧洲市场，赢得更多商业化机会。【原文信息】 Genetic Analysis AS: Genetic Analysis AS announces CE-IVDR marking for its GA-map® Sample Collection Kit 2024-02-26 , Genetic Analysis 感谢本期日报的审核者：九卿臣，圆圈儿，RZN，章台柳，mildbreeze，Richard 点击阅读过去10天的日报： 0301 | 2月，最值得看的35篇肠道学术文献&产业要闻！ 0229 | 今日Nature：早期大肠癌如何躲过免疫系统？幕后黑手被锁定 0228 | 国内团队Nature子刊：抗性淀粉重塑菌群助减肥 0227 | 魏来/张峰/魏泓等Cell新发现：肠菌"不请自来"，推动遗传性致盲眼病 0226 | 用AI指导大肠癌治疗，大型临床研究再添新证 0225 | 65分综述详解：超加工食品和食品添加剂如何影响肠道健康？ 0224 | 陈思凡等Cell子刊新发现：促血栓的新型肠菌代谢物 0223 | 膳食纤维怎样影响代谢健康？18页综述一文讲透 0222 | 65分综述详解跨越菌群-肠-脑轴的"通讯之门" 0221 | Cell子刊新发现：肠菌藏身"安全屋"躲避抗生素