2019生物工程與大健康?？蜓?/h1>
2019-12-28 03:04:06葉海峰
生物工程學報 2019年12期
葉海峰
序 言
葉海峰 華東師范大學研究員、博士生導師。2007–2013年于瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich) 從事博士和博士后研究工作。2013年被授予ETH Zurich最高榮譽獎章：“ETH Silver Medal”。2014年入選國家“青年千人計劃”。2015年獲國家自然科學基金“優(yōu)青”項目資助。擔任中國生物工程學會合成生物學專業(yè)委員會委員、中國生物工程學會青年工作委員會委員、上海市生物工程學會第七屆理事會理事、上海市生物工程學會合成生物學專業(yè)委員會副主任委員。主要從事合成生物學與生物醫(yī)學工程領域的研究。主要研究內容為光遺傳學與疾病治療、代謝疾病智能診療器件、腫瘤免疫治療智能診療器件、合成生物學與再生醫(yī)學。相關研究成果以第一或通訊作者身份發(fā)表在、(2篇封面)、、(2篇) 等期刊。申請發(fā)明專利10項。
2019生物工程與大健康專刊序言
葉海峰
華東師范大學生命科學學院 上海市調控生物學重點實驗室 華東師范大學醫(yī)學合成生物學研究中心，上海 200241
健康是人類生存和發(fā)展的基礎，提高人類健康水平是可持續(xù)發(fā)展的一項重要目標。隨著科學技術的發(fā)展，生物工程作為一門綜合性學科，正日益成為驅動實現這些目標的重要推手。本?？瘡墓こ淘O計、疾病診斷、基因治療、細胞治療等方面闡述了生物工程技術在健康領域的發(fā)展現狀，展望了未來的發(fā)展趨勢，為推動生物工程研究應用于人類的生命健康事業(yè)提供參考。
生物工程，疾病診療，基因治療，細胞治療，人類健康
隨著生活水平的提高，人們對生命健康和醫(yī)療保障日益關注。國內外科學家已紛紛將重心投入到利用現代生物學知識服務于人類醫(yī)療健康事業(yè)的研究。我國政府也高度重視，十九大提出“實施健康中國戰(zhàn)略”，指出“國民健康是國家可持續(xù)發(fā)展能力的重要標志”，“健康中國”戰(zhàn)略已正式寫入國家“十三五”規(guī)劃。以生物工程技術為主導的健康產業(yè)已成為21世紀引導全球經濟發(fā)展和社會進步的重要產業(yè)[1-4]。
目前，一些重大疾病 (如惡性腫瘤、心腦血管疾病等) 嚴重威脅人類的健康和生存，也是阻礙社會經濟發(fā)展的重要原因之一，因此能夠快速準確地診斷和治療疾病，對人類健康尤為重要。現階段重大疾病的診療正面臨許多挑戰(zhàn)，如惡性腫瘤的治療，以手術、化學治療和放射治療為主的治療手段，目前存活率僅為50%左右，亟需研發(fā)更多、更快速有效的檢測和治療方法來幫助人類克服這些重大疾病。生物工程技術的發(fā)展為解決人類疑難疾病治療等一系列健康問題帶來了希望[5-6]。生物工程是在四大理論 (微生物學、生物化學、遺傳學以及細胞學) 的基礎之上建立起來的，通過結合多種現代工程技術 (包括電子、軟件、機械工程技術、化工技術等)，并應用分子工程學實現定向操縱，實現改變生物特征和功能的目的[7]。生物工程技術在大健康產業(yè)中的應用主要是利用生物體及其組成成分作為生物反應器生產醫(yī)藥產品，或者利用生物技術改進或創(chuàng)新疾病的預防、診斷和治療的技術方法。近年來，生物工程技術在臨床疾病診斷、藥物開發(fā)、醫(yī)療保健、食品安全等領域都發(fā)揮著至關重要的作用[8-10]。《生物工程學報》于本期出版“生物工程與大健康”?？?3篇，分別從工程設計、生物檢測、基因治療、細胞治療等方面闡述生物工程技術在健康領域的發(fā)展現狀，展望未來的發(fā)展趨勢，推動生物工程研究為人類的生命健康事業(yè)提供更加強有力的保障。
醫(yī)藥健康與人類息息相關，在開發(fā)過程中往往需要利用工程學的研究思路及手段去設計改造基因元件、生物途徑，甚至合成基因組以獲得最佳的功能和理化性質[11-12]。隨著生物科學研究的發(fā)展，對需要調控的基因功能需求越來越大，尤其是近年來快速發(fā)展的基因組設計合成領域，更需要超大DNA片段的組裝技術的支撐。天津大學李炳志課題組闡述了依賴于DNA聚合酶或DNA連接酶、非酶依賴以及體內同源重組三類DNA組裝技術，為不斷探索更長更復雜片段的組裝提供了指導。為了更好地治療一些重大危害的疾病，蛋白質、多肽類藥物近幾年來在臨床上的應用越來越廣泛，異源蛋白的表達已成為酶工業(yè)和疫苗制造過程的重要內容。北京理工大學霍毅欣從基因水平、轉錄水平、翻譯水平、翻譯后水平以及代謝水平等多方面考慮出發(fā)，提供了一個較為全面的密碼子優(yōu)化策略，為異源蛋白高效表達提供了技術支持，也為酶工業(yè)和生物藥物提供了新策略。葉海峰課題組結合光遺傳學，利用基因編碼蛋白質表達并結合光控的手段動態(tài)調控細胞信號通路，并探討其在癌癥、糖尿病以及神經性疾病等重大疾病中的應用，為細胞在不同空間和時間的動態(tài)變化的研究提供了一種全新、無損、可逆、非侵入、時空特異性的研究手段。
隨著生物科技的發(fā)展，疾病的治愈率有了很大的提升，但是整體死亡人數卻有上升的趨勢，主要原因是發(fā)病人數急劇增加。根據世界衛(wèi)生組織的數據，80%的心腦血管疾病、80%的2型糖尿病、絕大部分的原發(fā)性高血壓，甚至40%的腫瘤都是可以預防的。因此疾病的早期檢測關乎數以萬計患者的性命，早期診斷和早期治療是預防疾病發(fā)生和保障健康最為有效的辦法。早期診斷最有效的方法是通過體外診斷尋找體液中的標志物，具有速度快、靈敏度高、特異性強的特點。中國科學院過程工程研究所羅建泉團隊圍繞膜技術在樣品制備和檢測過程中的應用，闡述了構建更加靈敏和實用的生物檢測器件，建立“適應”檢測環(huán)境的高效、穩(wěn)定檢測平臺的設計原理及方法。隨著生物工程技術的發(fā)展，基于生物傳感器的檢測手段特別是即時檢驗 (Point of care testing，POCT) 診斷技術，因特異性強、靈敏度高等特點得到快速發(fā)展。清華大學化學工程系盧元團隊基于無細胞生物合成體系具有開放靈活、反應迅速、便于調控、操作簡單等優(yōu)點，對無細胞合成生物學在便攜式醫(yī)療檢測和按需生物醫(yī)藥合成等方面的應用進行了系統的綜述并探討了今后的研究方向。傳統的檢測方法僅僅能夠在組織水平或者細胞變異的后期發(fā)現癌癥，比如血清腫瘤標志物、B超以及組織活檢等方法。隨著生物技術的進展，無創(chuàng)液體活檢技術打破了這一局限，為腫瘤的早篩早診提供了新的思路。清華大學自動化系汪小我團隊通過對不同人、不同采血時間、不同凍存時間、不同建庫方式等變量分析，從血漿游離DNA全基因組甲基化測序的實用性和穩(wěn)定性角度出發(fā)，探究了血漿游離DNA的采集過程、不同甲基化建庫方式的異同點與質量控制評價、甲基化測序中的片段化模式信息，為血漿游離DNA全基因組甲基化測序應用于癌癥檢測、無創(chuàng)產前檢測等液體活檢領域提供實用性的參考。雖然液體活檢的開發(fā)前景很大，整個產業(yè)仍然處于科研探索與驗證的階段，隨著技術的深入研究，未來有望廣泛應用于臨床診斷、疾病進展和藥物療效評估等。
現代醫(yī)療越來越依賴于生物療法，隨著生物醫(yī)學領域的發(fā)展，一些具有創(chuàng)新性、個性化的生物療法被不斷開發(fā)出來，如基因療法用于治療遺傳性疾病，細胞療法用于治療白血病、代謝性疾病，干細胞療法用于治療器官損傷等[13-15]。華東師范大學生命科學學院李大力團隊對基因治療在臨床中的應用進行了系統的綜述并探討了未來的發(fā)展趨勢。北京化工大學生命科學與技術學院楊昭團隊主要致力于腫瘤干細胞和腫瘤免疫治療研究，在本次?？袑Ω伟┟庖咧委燁I域的研究進行了深入的探討，并對腫瘤浸潤淋巴細胞在實體腫瘤中的功能、預后評估作用和臨床治療效果進行了詳細的分析；針對腫瘤治療面臨的挑戰(zhàn)，提出了聯合治療的精準醫(yī)療策略，并強調腫瘤浸潤淋巴細胞亞群及功能的鑒定，是開發(fā)腫瘤免疫治療新方法的基礎。浙江大學醫(yī)學院孫潔團隊也從嵌合抗原受體T (CAR-T) 細胞療法在臨床應用以及合成生物學對新型CAR的優(yōu)化方面闡述了CAR-T細胞療法治療腫瘤所面臨的挑戰(zhàn)及未來前景。天津大學羅云孜團隊以腸道微生物與人類疾病健康的關系為切入點，闡述了利用合成生物學設計和改造腸道微生物在疾病診斷與治療中的應用，并討論了現存問題以及今后的發(fā)展方向。
隨著人類對自身健康的關注和需求不斷提高，需要從多層次、多角度進行綜合防控疾病。中國科學院北京納米能源與系統研究所李舟和北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院樊瑜波團隊從植入式醫(yī)療器件(Implantable medical devices，IMDs) 的角度總結了納米發(fā)電機在健康監(jiān)測、生理功能調節(jié)方面的研究進展，特別是收集人體及動物體運動中的機械能并轉化為電能，用于自驅動醫(yī)療器件方面的研究，作者進行了系統綜述并探討了未來的研究方向。上?？萍即髮W物質科學與技術學院鐘超團隊介紹了如何運用化學合成、合成生物學以及基因重組等手段制備各種生物靈感和生物仿生粘合材料，使其具有生物相容、生物降解、環(huán)境響應、自修復可再生等優(yōu)越性能，應用到傷口快速修復、骨組織粘合等醫(yī)學領域。
生物工程技術作為一門交叉學科，包含著多方面的內容，所應用的大多是前沿技術及理論。生物工程技術需要在時代的推動下加強自我研究和與其他行業(yè)的結合與應用。本?？某霭嫦Ｍ軌蚱鸬健皰伌u引玉”的作用，吸引更多力量發(fā)展新的生物工程技術，促進人類的健康和延長人類的生存壽命，從而改善人們的生活水平并且提高人們的生活質量。同時因為篇幅和水平有限，作品遺漏、不準確之處還望同行見諒。
[1] Thomaz-Soccol V, Pandey A, Resende RR. Current Developments in Biotechnology and Bioengineering: Human and Animal Health Applications. Elsevier Science Bv, Sara Burgerhartstraat 25, Po Box 211, 1000 Ae Amsterdam, Netherlands: 2017.
[2] Chen F, Ding C, Wu X, et al. Developing progresses and trends in bioscience and biotechnology. World Sci-Tech R&D, 2018, 40(1): 27–36.
[3] Madl CM, Heilshorn SC, Blau HM. Bioengineering strategies to accelerate stem cell therapeutics. Nature, 2018, 557(7705): 335–342.
[4] 王落凡. 生物工程技術在食品領域的應用. 生物技術世界, 2014, 3(53).
[5] Kettler HE, Marjanovic S. Engaging biotechnology companies in the development of innovative solutions for diseases of poverty. Nat Rev Drug Discov, 2004, 3(2): 171–176.
[6] Lawson JH, Glickman MH, Ilzecki M, et al. Bioengineered human acellular vessels for dialysis access in patients with end-stage renal disease: two phase 2 single-arm trials. Lancet, 2016, 387(10032): 2026–2034.
[7] 姜加良.中國生物工程技術新進展. 黑龍江科學, 2016, 3: 24.
[8] 董志輝.論生物工程技術特征與應用趨勢. 科學與信息化, 2018, 9: 80–82.
[9] Mata A, Azevedo HS, Botto L, et al. New bioengineering breakthroughs and enabling tools in regenerative medicine. Curr Stem Cell Rep, 2017, 3(2): 83–97.
[10] Kavousipour S, Khademi F, Zamani M, et al. Novel biotechnology approaches in colorectal cancer diagnosis and therapy. Biotechnol Lett, 2017, 39(6): 785–803.
[11] Teixeira AP, Fussenegger M. Engineering mammalian cells for disease diagnosis and treatment. Curr Opin Biotechnol, 2019, 55: 87–94.
[12] Riglar DT, Silver PA. Engineering bacteria for diagnostic and therapeutic applications. Nat Rev Microbiol, 2018, 16(4): 214–225.
[13] Orlando G, Bendala JD, Shupe T, et al. Cell and organ bioengineering technology as applied to gastrointestinal diseases. Gut, 2013, 62(5): 774–786.
[14] Roybal KT, Rupp LJ, Morsut L, et al. Precision tumor recognition by T cells with combinatorial antigen-sensing circuits. Cell, 2016, 164(4): 770–779.
[15] Lim WA, June CH. The principles of engineering immune cells to treat cancer. Cell, 2017, 168(4): 724–740.
Preface for special issue on bioengineering and human health (2019)
Haifeng Ye
,,,,200241,
Human health is the foundation of human survival and development. It is an important objective of sustainable development to enhance human health level. With the development of science and technology, bioengineering, as an interdisciplinary biological technology, is becoming the key driver of these goals. This special issue reviewed and discussed the recent progress and future perspectives of bioengineering technologies in the biomedical applications from the aspects of engineering design, disease diagnosis, gene- and cell-based therapies. We hope this special issue could provide valuable references for promoting bioengineering technologies used for the healthcare applications.
bioengineering, disease diagnosis and treatment, gene-based therapy, cell-based therapy, human health
December 14, 2019
葉海峰. 2019生物工程與大健康專刊序言. 生物工程學報, 2019, 35(12): 2211–2214.
Ye HF. Preface for special issue on bioengineering and human health (2019). Chin J Biotech, 2019, 35(12): 2211–2214.
Haifeng Ye. Tel: +86-21-54341058; E-mail: hfye@bio.ecnu.edu.cn
(本文責編 郝麗芳)
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葉海峰
序 言
葉海峰 華東師范大學研究員、博士生導師。2007–2013年于瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich) 從事博士和博士后研究工作。2013年被授予ETH Zurich最高榮譽獎章：“ETH Silver Medal”。2014年入選國家“青年千人計劃”。2015年獲國家自然科學基金“優(yōu)青”項目資助。擔任中國生物工程學會合成生物學專業(yè)委員會委員、中國生物工程學會青年工作委員會委員、上海市生物工程學會第七屆理事會理事、上海市生物工程學會合成生物學專業(yè)委員會副主任委員。主要從事合成生物學與生物醫(yī)學工程領域的研究。主要研究內容為光遺傳學與疾病治療、代謝疾病智能診療器件、腫瘤免疫治療智能診療器件、合成生物學與再生醫(yī)學。相關研究成果以第一或通訊作者身份發(fā)表在、(2篇封面)、、(2篇) 等期刊。申請發(fā)明專利10項。
2019生物工程與大健康專刊序言
葉海峰
華東師范大學生命科學學院 上海市調控生物學重點實驗室 華東師范大學醫(yī)學合成生物學研究中心，上海 200241
健康是人類生存和發(fā)展的基礎，提高人類健康水平是可持續(xù)發(fā)展的一項重要目標。隨著科學技術的發(fā)展，生物工程作為一門綜合性學科，正日益成為驅動實現這些目標的重要推手。本?？瘡墓こ淘O計、疾病診斷、基因治療、細胞治療等方面闡述了生物工程技術在健康領域的發(fā)展現狀，展望了未來的發(fā)展趨勢，為推動生物工程研究應用于人類的生命健康事業(yè)提供參考。
生物工程，疾病診療，基因治療，細胞治療，人類健康
隨著生活水平的提高，人們對生命健康和醫(yī)療保障日益關注。國內外科學家已紛紛將重心投入到利用現代生物學知識服務于人類醫(yī)療健康事業(yè)的研究。我國政府也高度重視，十九大提出“實施健康中國戰(zhàn)略”，指出“國民健康是國家可持續(xù)發(fā)展能力的重要標志”，“健康中國”戰(zhàn)略已正式寫入國家“十三五”規(guī)劃。以生物工程技術為主導的健康產業(yè)已成為21世紀引導全球經濟發(fā)展和社會進步的重要產業(yè)[1-4]。
目前，一些重大疾病 (如惡性腫瘤、心腦血管疾病等) 嚴重威脅人類的健康和生存，也是阻礙社會經濟發(fā)展的重要原因之一，因此能夠快速準確地診斷和治療疾病，對人類健康尤為重要。現階段重大疾病的診療正面臨許多挑戰(zhàn)，如惡性腫瘤的治療，以手術、化學治療和放射治療為主的治療手段，目前存活率僅為50%左右，亟需研發(fā)更多、更快速有效的檢測和治療方法來幫助人類克服這些重大疾病。生物工程技術的發(fā)展為解決人類疑難疾病治療等一系列健康問題帶來了希望[5-6]。生物工程是在四大理論 (微生物學、生物化學、遺傳學以及細胞學) 的基礎之上建立起來的，通過結合多種現代工程技術 (包括電子、軟件、機械工程技術、化工技術等)，并應用分子工程學實現定向操縱，實現改變生物特征和功能的目的[7]。生物工程技術在大健康產業(yè)中的應用主要是利用生物體及其組成成分作為生物反應器生產醫(yī)藥產品，或者利用生物技術改進或創(chuàng)新疾病的預防、診斷和治療的技術方法。近年來，生物工程技術在臨床疾病診斷、藥物開發(fā)、醫(yī)療保健、食品安全等領域都發(fā)揮著至關重要的作用[8-10]。《生物工程學報》于本期出版“生物工程與大健康”?？?3篇，分別從工程設計、生物檢測、基因治療、細胞治療等方面闡述生物工程技術在健康領域的發(fā)展現狀，展望未來的發(fā)展趨勢，推動生物工程研究為人類的生命健康事業(yè)提供更加強有力的保障。
醫(yī)藥健康與人類息息相關，在開發(fā)過程中往往需要利用工程學的研究思路及手段去設計改造基因元件、生物途徑，甚至合成基因組以獲得最佳的功能和理化性質[11-12]。隨著生物科學研究的發(fā)展，對需要調控的基因功能需求越來越大，尤其是近年來快速發(fā)展的基因組設計合成領域，更需要超大DNA片段的組裝技術的支撐。天津大學李炳志課題組闡述了依賴于DNA聚合酶或DNA連接酶、非酶依賴以及體內同源重組三類DNA組裝技術，為不斷探索更長更復雜片段的組裝提供了指導。為了更好地治療一些重大危害的疾病，蛋白質、多肽類藥物近幾年來在臨床上的應用越來越廣泛，異源蛋白的表達已成為酶工業(yè)和疫苗制造過程的重要內容。北京理工大學霍毅欣從基因水平、轉錄水平、翻譯水平、翻譯后水平以及代謝水平等多方面考慮出發(fā)，提供了一個較為全面的密碼子優(yōu)化策略，為異源蛋白高效表達提供了技術支持，也為酶工業(yè)和生物藥物提供了新策略。葉海峰課題組結合光遺傳學，利用基因編碼蛋白質表達并結合光控的手段動態(tài)調控細胞信號通路，并探討其在癌癥、糖尿病以及神經性疾病等重大疾病中的應用，為細胞在不同空間和時間的動態(tài)變化的研究提供了一種全新、無損、可逆、非侵入、時空特異性的研究手段。
隨著生物科技的發(fā)展，疾病的治愈率有了很大的提升，但是整體死亡人數卻有上升的趨勢，主要原因是發(fā)病人數急劇增加。根據世界衛(wèi)生組織的數據，80%的心腦血管疾病、80%的2型糖尿病、絕大部分的原發(fā)性高血壓，甚至40%的腫瘤都是可以預防的。因此疾病的早期檢測關乎數以萬計患者的性命，早期診斷和早期治療是預防疾病發(fā)生和保障健康最為有效的辦法。早期診斷最有效的方法是通過體外診斷尋找體液中的標志物，具有速度快、靈敏度高、特異性強的特點。中國科學院過程工程研究所羅建泉團隊圍繞膜技術在樣品制備和檢測過程中的應用，闡述了構建更加靈敏和實用的生物檢測器件，建立“適應”檢測環(huán)境的高效、穩(wěn)定檢測平臺的設計原理及方法。隨著生物工程技術的發(fā)展，基于生物傳感器的檢測手段特別是即時檢驗 (Point of care testing，POCT) 診斷技術，因特異性強、靈敏度高等特點得到快速發(fā)展。清華大學化學工程系盧元團隊基于無細胞生物合成體系具有開放靈活、反應迅速、便于調控、操作簡單等優(yōu)點，對無細胞合成生物學在便攜式醫(yī)療檢測和按需生物醫(yī)藥合成等方面的應用進行了系統的綜述并探討了今后的研究方向。傳統的檢測方法僅僅能夠在組織水平或者細胞變異的后期發(fā)現癌癥，比如血清腫瘤標志物、B超以及組織活檢等方法。隨著生物技術的進展，無創(chuàng)液體活檢技術打破了這一局限，為腫瘤的早篩早診提供了新的思路。清華大學自動化系汪小我團隊通過對不同人、不同采血時間、不同凍存時間、不同建庫方式等變量分析，從血漿游離DNA全基因組甲基化測序的實用性和穩(wěn)定性角度出發(fā)，探究了血漿游離DNA的采集過程、不同甲基化建庫方式的異同點與質量控制評價、甲基化測序中的片段化模式信息，為血漿游離DNA全基因組甲基化測序應用于癌癥檢測、無創(chuàng)產前檢測等液體活檢領域提供實用性的參考。雖然液體活檢的開發(fā)前景很大，整個產業(yè)仍然處于科研探索與驗證的階段，隨著技術的深入研究，未來有望廣泛應用于臨床診斷、疾病進展和藥物療效評估等。
現代醫(yī)療越來越依賴于生物療法，隨著生物醫(yī)學領域的發(fā)展，一些具有創(chuàng)新性、個性化的生物療法被不斷開發(fā)出來，如基因療法用于治療遺傳性疾病，細胞療法用于治療白血病、代謝性疾病，干細胞療法用于治療器官損傷等[13-15]。華東師范大學生命科學學院李大力團隊對基因治療在臨床中的應用進行了系統的綜述并探討了未來的發(fā)展趨勢。北京化工大學生命科學與技術學院楊昭團隊主要致力于腫瘤干細胞和腫瘤免疫治療研究，在本次?？袑Ω伟┟庖咧委燁I域的研究進行了深入的探討，并對腫瘤浸潤淋巴細胞在實體腫瘤中的功能、預后評估作用和臨床治療效果進行了詳細的分析；針對腫瘤治療面臨的挑戰(zhàn)，提出了聯合治療的精準醫(yī)療策略，并強調腫瘤浸潤淋巴細胞亞群及功能的鑒定，是開發(fā)腫瘤免疫治療新方法的基礎。浙江大學醫(yī)學院孫潔團隊也從嵌合抗原受體T (CAR-T) 細胞療法在臨床應用以及合成生物學對新型CAR的優(yōu)化方面闡述了CAR-T細胞療法治療腫瘤所面臨的挑戰(zhàn)及未來前景。天津大學羅云孜團隊以腸道微生物與人類疾病健康的關系為切入點，闡述了利用合成生物學設計和改造腸道微生物在疾病診斷與治療中的應用，并討論了現存問題以及今后的發(fā)展方向。
隨著人類對自身健康的關注和需求不斷提高，需要從多層次、多角度進行綜合防控疾病。中國科學院北京納米能源與系統研究所李舟和北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院樊瑜波團隊從植入式醫(yī)療器件(Implantable medical devices，IMDs) 的角度總結了納米發(fā)電機在健康監(jiān)測、生理功能調節(jié)方面的研究進展，特別是收集人體及動物體運動中的機械能并轉化為電能，用于自驅動醫(yī)療器件方面的研究，作者進行了系統綜述并探討了未來的研究方向。上?？萍即髮W物質科學與技術學院鐘超團隊介紹了如何運用化學合成、合成生物學以及基因重組等手段制備各種生物靈感和生物仿生粘合材料，使其具有生物相容、生物降解、環(huán)境響應、自修復可再生等優(yōu)越性能，應用到傷口快速修復、骨組織粘合等醫(yī)學領域。
生物工程技術作為一門交叉學科，包含著多方面的內容，所應用的大多是前沿技術及理論。生物工程技術需要在時代的推動下加強自我研究和與其他行業(yè)的結合與應用。本?？某霭嫦Ｍ軌蚱鸬健皰伌u引玉”的作用，吸引更多力量發(fā)展新的生物工程技術，促進人類的健康和延長人類的生存壽命，從而改善人們的生活水平并且提高人們的生活質量。同時因為篇幅和水平有限，作品遺漏、不準確之處還望同行見諒。
[1] Thomaz-Soccol V, Pandey A, Resende RR. Current Developments in Biotechnology and Bioengineering: Human and Animal Health Applications. Elsevier Science Bv, Sara Burgerhartstraat 25, Po Box 211, 1000 Ae Amsterdam, Netherlands: 2017.
[2] Chen F, Ding C, Wu X, et al. Developing progresses and trends in bioscience and biotechnology. World Sci-Tech R&D, 2018, 40(1): 27–36.
[3] Madl CM, Heilshorn SC, Blau HM. Bioengineering strategies to accelerate stem cell therapeutics. Nature, 2018, 557(7705): 335–342.
[4] 王落凡. 生物工程技術在食品領域的應用. 生物技術世界, 2014, 3(53).
[5] Kettler HE, Marjanovic S. Engaging biotechnology companies in the development of innovative solutions for diseases of poverty. Nat Rev Drug Discov, 2004, 3(2): 171–176.
[6] Lawson JH, Glickman MH, Ilzecki M, et al. Bioengineered human acellular vessels for dialysis access in patients with end-stage renal disease: two phase 2 single-arm trials. Lancet, 2016, 387(10032): 2026–2034.
[7] 姜加良.中國生物工程技術新進展. 黑龍江科學, 2016, 3: 24.
[8] 董志輝.論生物工程技術特征與應用趨勢. 科學與信息化, 2018, 9: 80–82.
[9] Mata A, Azevedo HS, Botto L, et al. New bioengineering breakthroughs and enabling tools in regenerative medicine. Curr Stem Cell Rep, 2017, 3(2): 83–97.
[10] Kavousipour S, Khademi F, Zamani M, et al. Novel biotechnology approaches in colorectal cancer diagnosis and therapy. Biotechnol Lett, 2017, 39(6): 785–803.
[11] Teixeira AP, Fussenegger M. Engineering mammalian cells for disease diagnosis and treatment. Curr Opin Biotechnol, 2019, 55: 87–94.
[12] Riglar DT, Silver PA. Engineering bacteria for diagnostic and therapeutic applications. Nat Rev Microbiol, 2018, 16(4): 214–225.
[13] Orlando G, Bendala JD, Shupe T, et al. Cell and organ bioengineering technology as applied to gastrointestinal diseases. Gut, 2013, 62(5): 774–786.
[14] Roybal KT, Rupp LJ, Morsut L, et al. Precision tumor recognition by T cells with combinatorial antigen-sensing circuits. Cell, 2016, 164(4): 770–779.
[15] Lim WA, June CH. The principles of engineering immune cells to treat cancer. Cell, 2017, 168(4): 724–740.
Preface for special issue on bioengineering and human health (2019)
Haifeng Ye
,,,,200241,
Human health is the foundation of human survival and development. It is an important objective of sustainable development to enhance human health level. With the development of science and technology, bioengineering, as an interdisciplinary biological technology, is becoming the key driver of these goals. This special issue reviewed and discussed the recent progress and future perspectives of bioengineering technologies in the biomedical applications from the aspects of engineering design, disease diagnosis, gene- and cell-based therapies. We hope this special issue could provide valuable references for promoting bioengineering technologies used for the healthcare applications.
bioengineering, disease diagnosis and treatment, gene-based therapy, cell-based therapy, human health
December 14, 2019
葉海峰. 2019生物工程與大健康專刊序言. 生物工程學報, 2019, 35(12): 2211–2214.
Ye HF. Preface for special issue on bioengineering and human health (2019). Chin J Biotech, 2019, 35(12): 2211–2214.
Haifeng Ye. Tel: +86-21-54341058; E-mail: hfye@bio.ecnu.edu.cn
(本文責編 郝麗芳)
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