治疗“绿色癌症”，智能细菌来帮忙

炎症性肠病虽然死亡率低，但长期以来面临着诊断难、根治难的问题，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和该院副教授周莹在《细胞-宿主与微生物》上发表了一项研究成果。该团队开发了一种智能工程细菌-I-robot，可以无创、实时地监测和记录体内炎症性肠病的发生和发展，并以自我调节的给药模式缓解病情。

各种技术齐上阵诊断“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、便血是炎症性肠病的主要症状。

目前炎症性肠病的主要诊断方法是肠镜和电子微囊肠镜。据该报通讯员叶邦策介绍，肠镜的优点是直观，可以观察人体的整个肠道。“但肠镜是一种有创检查，在操作过程中不可避免地会损伤肠黏膜，造成少量出血，给受检者带来不适，患者依从性差。”叶邦策补充道，“也有无痛肠镜，但这种方法有一定风险。在做这个检查之前，病人需要全身麻醉，对于有心脏病和肺病的人来说风险更大。”

电子微囊结肠镜是近年来出现的一种新的检查方法。叶邦策介绍，与传统肠镜相比，对患者造成的痛苦更小，适应性更强，可以检查回肠、空肠等。传统结肠镜检查达不到的。但胶囊在消化道运动过程中，无法人为控制，会在消化道等位置随意翻转，产生盲区，可能导致漏诊病变，延误病情，而且电子微囊肠镜的检查费用较高，会给患者带来较大的经济压力。

智能工程菌是炎症性肠病的新兴诊断方法之一。叶邦策介绍，他们会提前三天将智能工程菌通过口服灌胃的方式送入小鼠体内，然后通过分析肠炎造模给药后粪便中智能工程菌的荧光信号和基因组DNA突变来判断肠道炎症的发生发展程度。

“智能工程菌在诊断灵敏度、便捷性和成本方面具有无可比拟的优势，但目前仍难以通过分析粪便样本进行原位诊断，以评估疾病的存在或严重程度。”叶邦策说，“此外，智能工程菌的生物安全性也需要进一步加强。”

治疗方法从消炎药到智能活菌机器人。

为了攻克炎症性肠病，专家们想了很多办法。过去炎症性肠病的治疗主要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，近十年来，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是用大肠杆菌Nissle1917作为底盘细胞改造的。根据叶邦策的说法，i-ROBOT可以感知低浓度的炎症标记物，并具有诊断早期肠炎的潜力。同时，i-ROBOT还可以记录疾病发生发展的信息，帮助监测胃肠道的健康状况。

当然，i-ROBOT的功能远不止于此。叶邦策说，i-ROBOT还可以根据病情的严重程度，在病灶处释放药物，既能达到有效治疗，又能避免过量用药带来的副作用。

"我们认为智能工程菌是一种智能活菌机器人."叶邦策补充道，“智能工程菌具有出色的感知和收集周围环境信息的能力，能够与周围环境进行交互，能够在特定的时间和地点采取特定的行动。”

近年来，“粪便也能治病”的冷知识刷新了很多人的认知，粪便细菌移植治疗炎症性肠病也越来越受到关注。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，治疗肠道疾病。粪便细菌移植已成为治疗炎症性肠病的新选择。然而，叶邦策警告说:“虽然有许多积极的结果支持粪便细菌移植的可行性，但目前一些安全和伦理问题尚未得到很好的解决，粪便细菌移植疗法仍有争议。”

发展交叉学科可能解决炎症性肠病的诊断和治疗问题

叶邦策介绍，目前已有多项研究证明智能工程菌具有体内诊断和治疗疾病的应用潜力，智能工程菌正逐步向智能化和临床应用方向发展。其中，功能稳定性、临床疗效和安全性是决定智能工程菌能否成功应用于临床的关键。

叶邦策说:“合成生物学为智能工程细菌感知疾病标志物的类型及其感知性能提供了很好的策略。但是，仅仅依靠合成生物学很难解决所有问题。”

叶邦策认为，交叉学科的发展为此提供了新的契机。比如将合成生物学与材料、化学科学相结合，可以增强智能工程菌的定殖性、靶向性和可控性，进而实现炎症部位的原位成像检测。

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带来的抗性转移、代谢物毒性等问题，科研人员还在优化技术方案，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、敲除细菌毒力因子、有效控制和去除逃逸菌等策略，有针对性地解决相关问题。

在谈到智能工程菌的应用前景时，叶邦策表示，从诊断的角度来看，如果能够通过临床试验将智能工程菌应用于炎症性肠病的临床治疗，将打破肠道疾病的传统诊断模式，部分替代有创性结肠镜检查，使受试者能够无痛苦地诊断自己是否患有炎症性肠病。