智能工程菌——诊治炎症性肠病新希望

■傅昭仪

炎症性肠病（IBD）是一组病因不明的肠道非特异性慢性炎症性疾病，包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD）。腹痛、腹泻、便血等是炎症性肠病主要的症状表现。近10 年来，我国IBD 发病率明显上升，而且呈现年轻化趋势，预计到2025 年，我国IBD 患者将达到150 万人。虽然IBD 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”。

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。

肠镜检查属于有创检查，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。

电子微胶囊肠镜是近年来新兴的检查方式，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。

近年来人工智能（AI）技术突飞猛进发展，极大推动了医学领域的变革。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，可实现在无创情况下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。

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，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。

据《科技日报》记者采访，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。不过，该项技术目前还难以实施在体原位诊断。

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。

在治疗方法上，i-ROBOT 也体现出无法比拟的优势。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。而i-ROBOT 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。

目前，智能工程菌的安全性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。