炎癥性腸病雖然死亡率低，但長期以來面臨著診斷難、根治難的問題，被稱為“綠色癌癥”。

近日，華東理工大學生物工程學院院長葉邦策教授和該院副教授周瑩在《細胞-宿主與微生物》上發表了一項研究成果。該團隊開發了一種智能工程細菌-I-robot，可以無創、實時地監測和記錄體內炎癥性腸病的發生和發展，并以自我調節的給藥模式緩解病情。

各種技術齊上陣診斷“綠色癌癥”

炎癥性腸病是胃腸道最常見的慢性炎癥性疾病，包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎。腹痛、腹瀉、便血是炎癥性腸病的主要癥狀。

目前炎癥性腸病的主要診斷方法是腸鏡和電子微囊腸鏡。據該報通訊員葉邦策介紹，腸鏡的優點是直觀，可以觀察人體的整個腸道。“但腸鏡是一種有創檢查，在操作過程中不可避免地會損傷腸黏膜，造成少量出血，給受檢者帶來不適，患者依從性差。”葉邦策補充道，“也有無痛腸鏡，但這種方法有一定風險。在做這個檢查之前，病人需要全身麻醉，對于有心臟病和肺病的人來說風險更大。”

電子微囊結腸鏡是近年來出現的一種新的檢查方法。葉邦策介紹，與傳統腸鏡相比，對患者造成的痛苦更小，適應性更強，可以檢查回腸、空腸等。傳統結腸鏡檢查達不到的。但膠囊在消化道運動過程中，無法人為控制，會在消化道等位置隨意翻轉，產生盲區，可能導致漏診病變，延誤病情，而且電子微囊腸鏡的檢查費用較高，會給患者帶來較大的經濟壓力。

智能工程菌是炎癥性腸病的新興診斷方法之一。葉邦策介紹，他們會提前三天將智能工程菌通過口服灌胃的方式送入小鼠體內，然后通過分析腸炎造模給藥后糞便中智能工程菌的熒光信號和基因組DNA突變來判斷腸道炎癥的發生發展程度。

“智能工程菌在診斷靈敏度、便捷性和成本方面具有無可比擬的優勢，但目前仍難以通過分析糞便樣本進行原位診斷，以評估疾病的存在或嚴重程度。”葉邦策說，“此外，智能工程菌的生物安全性也需要進一步加強。”

治療方法從消炎藥到智能活菌機器人。

為了攻克炎癥性腸病，專家們想了很多辦法。過去炎癥性腸病的治療主要是使用抗炎藥物和免疫調節藥物。葉邦策介紹，隨著腸道微生物研究的深入，近十年來，調節腸道微生態、使用智能活菌成為炎癥性腸病的研究熱點，創新研究不斷涌現。

葉邦策團隊開發的i-ROBOT是用大腸桿菌Nissle1917作為底盤細胞改造的。根據葉邦策的說法，i-ROBOT可以感知低濃度的炎癥標記物，并具有診斷早期腸炎的潛力。同時，i-ROBOT還可以記錄疾病發生發展的信息，幫助監測胃腸道的健康狀況。

當然，i-ROBOT的功能遠不止于此。葉邦策說，i-ROBOT還可以根據病情的嚴重程度，在病灶處釋放藥物，既能達到有效治療，又能避免過量用藥帶來的副作用。

"我們認為智能工程菌是一種智能活菌機器人."葉邦策補充道，“智能工程菌具有出色的感知和收集周圍環境信息的能力，能夠與周圍環境進行交互，能夠在特定的時間和地點采取特定的行動。”

近年來，“糞便也能治病”的冷知識刷新了很多人的認知，糞便細菌移植治療炎癥性腸病也越來越受到關注。糞菌移植是將健康人的腸道菌群植入患者腸道，重建腸道微生態系統，治療腸道疾病。糞便細菌移植已成為治療炎癥性腸病的新選擇。然而，葉邦策警告說:“雖然有許多積極的結果支持糞便細菌移植的可行性，但目前一些安全和倫理問題尚未得到很好的解決，糞便細菌移植療法仍有爭議。”

發展交叉學科可能解決炎癥性腸病的診斷和治療問題

葉邦策介紹，目前已有多項研究證明智能工程菌具有體內診斷和治療疾病的應用潛力，智能工程菌正逐步向智能化和臨床應用方向發展。其中，功能穩定性、臨床療效和安全性是決定智能工程菌能否成功應用于臨床的關鍵。

葉邦策說:“合成生物學為智能工程細菌感知疾病標志物的類型及其感知性能提供了很好的策略。但是，僅僅依靠合成生物學很難解決所有問題。”

葉邦策認為，交叉學科的發展為此提供了新的契機。比如將合成生物學與材料、化學科學相結合，可以增強智能工程菌的定殖性、靶向性和可控性，進而實現炎癥部位的原位成像檢測。

此外，智能工程菌的安全性也是限制其臨床應用的重要因素。為了應對智能工程菌可能帶來的抗性轉移、代謝物毒性等問題，科研人員還在優化技術方案，通過不使用抗性基因作為篩選標記、選擇更安全的益生菌作為智能工程菌的底盤、敲除細菌毒力因子、有效控制和去除逃逸菌等策略，有針對性地解決相關問題。

在談到智能工程菌的應用前景時，葉邦策表示，從診斷的角度來看，如果能夠通過臨床試驗將智能工程菌應用于炎癥性腸病的臨床治療，將打破腸道疾病的傳統診斷模式，部分替代有創性結腸鏡檢查，使受試者能夠無痛苦地診斷自己是否患有炎癥性腸病。