摘要:

摘要:合成生物学是生命科学领域的一门新兴热门工程科学，其实质是在工程学思想指导下，按照特定目标理性设计、改造至从头重新合成生物体系，通过构造人工生物系统来研究生命科学中的基本问题或应对人类面临的重大挑战，其核心旨在通过研究以期理解生命本质(造物致知)和创造社会经济价值(造物致用)。合成生物技术被多国评价为未来的颠覆性技术之一。合成生物学已成为欧美等发达国家争相发展的颠覆性科技领域，在生物医学领域具有广阔的应用前景。对合成生物医学领域进行文献计量及专利分析显示：从 2014 年开始，合成生物医学相关文献及专利呈现爆发式增长，其中美国合成生物医学发展具有先发优势，成果突出，中国正处于追赶阶段，实力突出。该文开展合成生物医学应用与发展态势分析，旨在为我国合成生物医学发展及布局提供参考依据。

摘要:细菌对抗菌药的强耐受性是临床治疗感染性疾病的一大难题，也因此受到人们的广泛关注。细菌通过多种机制获得耐药性，从而逃避抗菌类药物的杀灭。噬菌体是一类特异性侵染细菌等微生物的病毒群体，近年来其在临床上耐药菌感染性疾病治疗的应用中取得了一些成效，但随之出现的噬菌体耐受性问题使其应用受到一定的限制。该文综述了细菌耐受性，即细菌对抗菌药的耐药性和对噬菌体的耐受性的主要机制，以及当前合成生物学在解决细菌耐受抗生素和耐受天然噬菌体中的主要进展。

摘要:定向进化作为改善生物分子目的活性的有效策略之一，已广泛应用于食品、工业、医学等领域，该技术依赖于高质量突变体文库的建立与高效目的产物选择与筛选。近年来，随着 CRISPR 的飞速发展，相继开发了各类 CRISPR 衍生工具以满足不同需求。其中，一些新型 CRISPR 工具的出现为定向进化技术带来了更大的发展潜力，使人们可以在广泛宿主中实现对特定基因的原位进化。同时，借助人工或天然途径产生遗传多样性的方式给了人们更多的选择，可以根据研究需求采取更高效的进化策略。该文首先介绍各类 CRISPR 工具，随后总结 CRISPR 介导的突变与筛选平台，最后讨论 CRISPR 在定向进化技术中的发展趋势与机遇。

摘要:铜绿假单胞菌具有超强的本质耐药性和耐药性产生能力，因此对于感染铜绿假单胞菌的患者，多重耐药的铜绿假单胞菌的出现往往意味着抗生素在其体内的疗效变差甚至完全无效。而研发新的抗生素耗时较长且成本较高，因此寻找新的抗菌药物来代替抗生素、及寻找新的药物载体和治疗方法来增强抗菌药物的活性对多重耐药的铜绿假单胞菌感染治疗具有重要意义。该文主要回顾并总结了利用有机酸、抗菌肽、纳米粒子、噬菌体、水凝胶和细菌载体等新的抗菌药物与治疗方式在铜绿假单胞感染治疗中的一些实验室基础研究及临床研究，以期为多重耐药的铜绿假单胞菌感染治疗研究提供参考。

摘要:EB (Epstein-Barr)病毒普遍性感染人类并引发多种病毒相关性癌症，其中鼻咽癌与 EB 病毒感染相关性最高，并在我国广东等地区发病率极高，是我国重点防治的十大恶性肿瘤之一。截至目前，没有任何一款上市可接种的 EB 病毒防治性疫苗，针对 EB 病毒相关疾病的免疫治疗手段在临床试验中也收效甚微。近年来，纳米颗粒基因改造技术的飞速发展为 EB 病毒的防治带来了新希望。新型功能化纳米颗粒疫苗载体具有高稳定性、高生物兼容性、高安全性及多功能联合等优势，已被各国团队用于EB 病毒预防及治疗的研究中，并取得了一定的进展。该文介绍并评述了国内外研究小组利用功能化外泌体纳米颗粒、类病毒颗粒、铁蛋白自组装纳米颗粒以及一些其他类型的纳米颗粒所开展的 EB 病毒防治疫苗的研究进展，并对功能化纳米颗粒在 EB 病毒疫苗临床转化过程中可能面临的难题和挑战进行了展望。

摘要:细菌疗法是肿瘤治疗领域的重要发展方向之一，合成生物学的日益发展为肿瘤细菌疗法提供更多样化、更有效安全的治疗策略。该文概述了细菌治疗肿瘤领域的临床优秀范例，详细介绍了目前 的研究进展及面临的瓶颈问题，并围绕肿瘤细菌疗法深入探讨了合成生物学在推动活菌药物临床开发中的应用。此外，针对临床活菌药物的有效性和生物安全性问题，展望了合成生物学在临床药物开发中的重要作用和未来发展趋势。

摘要:目前用于治疗癌症的方法大多副作用大，且药物不能有效到达癌组织内部，治疗效果相当有限。细菌虽种类繁多，可利用性强，但其由于自身的生物性能不可控以及安全性等问题，在肿瘤治 疗方面受限。随着合成生物学的发展，可通过合成生物学的方法对细菌进行工程性改造，使之毒性减弱，靶向定位肿瘤，特异性感知病灶，精准定位于病灶。利用工程菌作为载体搭载药物，或者对细菌进行基因修饰来表达目的药物分子，释放治疗药物，将大大提高细菌治疗肿瘤的可利用性，并提升治疗效果。该文主要总结了近年来利用工程细菌治疗肿瘤的研究进展。

摘要:In recent years, research on the intestinal microbial communities and human health has developed rapidly. However, the regulation and application of the intestinal microbial community are still in their infancy. The reason for this is that our understanding of the structure and function of the human gut microbiome is inadequate. Synthetic microbiota is a new microbial community established by artificial synthesis of multiple species, which is simulated, tested, and optimized by various experimental models and mathematical modeling methods in vitro and in vivo. It is helpful to deepen the understanding of the structure, stability, and functional activity of the complex microbiota in the human gut. We summarized the research methods of the intestinal microbiome, the factors affecting the stability of the intestinal microbiome, and the challenges facing the synthesis of the intestinal microbiome, in order to provide a reference for the bidirectional transformation of the theoretical research and clinical application of intestinal microbial community.

摘要:当下微生物研究存在两个趋势，一是随着大量肠道微生物相关研究的开展，研究者们越来越认识到肠道微生物尤其是大量厌氧菌与人类健康息息相关，因为肠道本身在某种程度上也属于厌氧 环境，故对肠道细菌的细胞生理学研究需要建立在厌氧培养环境的基础之上；二是仅依靠经典的微生物群体培养方法已经难以满足对细胞异质性的研究，需要发展多种方法在单细胞水平进行细菌生理学研究，以此深入研究被细胞群体所掩盖而被研究者忽略的生理规律。该研究开发了一种微生物在厌氧条件下的培养方法，包括相关培养装置设计与相应的实验方法流程，在稳定维持培养环境严格厌氧程度的基础上，使用微流控芯片对细菌进行长时间的单细胞培养，同时结合高分辨率显微镜延时成像技术，在培养的同时实现对生长动态的实时观测与数据采集。该方法为细菌细胞在厌氧条件下的单细胞分析提供了有力的技术支持。

摘要:肺是人体呼吸系统的重要组成部分，气道上皮是肺与外界接触的第一道屏障，参与抵御外来的颗粒物、病原体等，可将异物以痰的形式排出体外，对维护呼吸道正常功能起到至关重要的作用。 常用的体外细胞培养模型和哺乳动物模型尚不能完全模拟人体肺-气道微环境，在人体细胞与病原体相互作用研究和药物研发应用方面具有一定的局限性。该研究设计制作了一种基于微流控技术的双通道肺器官芯片，通过改进制备工艺使其能够满足高倍镜极短工作距离的要求，用于高分辨率成像；实现了模拟人体肺-气道微环境的气液界面气道上皮培养，并且能够实时观察细胞与细菌的共培养过程，为体外研究气道上皮和病原微生物的相互作用提供一个有力平台。