智能工程菌
——診治炎癥性腸病新希望

■傅昭儀

炎癥性腸病（IBD）是一組病因不明的腸道非特異性慢性炎癥性疾病，包括潰瘍性結腸炎（UC）和克羅恩病（CD）。腹痛、腹瀉、便血等是炎癥性腸病主要的癥狀表現。近10 年來，我國IBD 發病率明顯上升，而且呈現年輕化趨勢，預計到2025 年，我國IBD 患者將達到150 萬人。雖然IBD 致死率較低，但長期以來也面臨著診斷困難和難以根治的問題，被稱為“綠色癌癥”。

當前，炎癥性腸病的診斷方法在臨床上主要有腸鏡、電子微膠囊腸鏡等。

腸鏡檢查屬于有創檢查，在操作過程中難免損傷腸道黏膜，造成少量出血，引起被檢者的不適感。

電子微膠囊腸鏡是近年來新興的檢查方式，與傳統腸鏡相比，其對患者造成的痛苦更小，適應性更強，能檢查傳統腸鏡無法到達的回腸、空腸等。但膠囊在消化道運動的過程中無法人為控制其運動軌跡，其在消化道等位置會隨機翻轉，產生視覺盲區，有可能導致錯過病變部位，延誤病情。

近年來人工智能（AI）技術突飛猛進發展，極大推動了醫學領域的變革。近日，華東理工大學生物工程學院院長葉邦策教授及該院副教授周英團隊在《細胞—宿主與微生物》上發表了一項研究成果。該團隊開發了一株智能工程菌——i-ROBOT，可實現在無創情況下實時監測和記錄炎癥性腸病的發生與發展，并以自調控的給藥模式緩解病癥。

葉邦策團隊開發的i-ROBOT 是使用大腸桿菌Nissle1917 作為底盤細胞進行改造的，能夠感知低濃度的炎癥標志物，具有診斷早期腸炎的潛力。同時，i-ROBOT 還能記錄疾病發生與發展的信息，幫助監測胃腸道健康狀態。

據《科技日報》記者采訪，葉邦策介紹，他們會提前3 天將智能工程菌通過口服灌胃的方式送入小鼠體內，等給藥結束后，通過分析糞便中存在的智能工程菌的熒光信號和基因組DNA 突變情況，確定腸道炎癥發生、發展程度。不過，該項技術目前還難以實施在體原位診斷。

葉邦策表示，從診斷的角度來說，如果智能工程菌能夠通過臨床試驗運用到炎癥性腸病的臨床治療中，將打破傳統腸道疾病的診斷模式，部分替代侵入性的腸鏡檢測，能讓受檢者在沒有任何痛苦的情況下診斷出其是否罹患炎癥性腸病。

在治療方法上，i-ROBOT 也體現出無法比擬的優勢。過去，炎癥性腸病的主要治療方法是使用抗炎藥物和免疫調節藥物。而i-ROBOT 可以在病灶部位根據疾病的嚴重程度釋放相應濃度的藥物，在實現有效治療的同時，又能避免因過度用藥而產生的副作用。

目前，智能工程菌的安全性是限制其臨床應用的重要因素。為了應對智能工程菌可能導致的抗性轉移、代謝物毒性等問題，研究者們仍在優化技術方案，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、進行細菌毒力因子的敲除、對逃逸細菌進行有效的控制和清除等策略，有針對性地解決相關難題。