智能工程菌
——診治炎癥性腸病新希望

■傅昭儀

炎癥性腸?。↖BD）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(jié)腸炎（UC）和克羅恩?。–D）。腹痛、腹瀉、便血等是炎癥性腸病主要的癥狀表現(xiàn)。近10 年來(lái)，我國(guó)IBD 發(fā)病率明顯上升，而且呈現(xiàn)年輕化趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2025 年，我國(guó)IBD 患者將達(dá)到150 萬(wàn)人。雖然IBD 致死率較低，但長(zhǎng)期以來(lái)也面臨著診斷困難和難以根治的問(wèn)題，被稱為“綠色癌癥”。

當(dāng)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(chuàng)檢查，在操作過(guò)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(lái)新興的檢查方式，與傳統(tǒng)腸鏡相比，其對(duì)患者造成的痛苦更小，適應(yīng)性更強(qiáng)，能檢查傳統(tǒng)腸鏡無(wú)法到達(dá)的回腸、空腸等。但膠囊在消化道運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中無(wú)法人為控制其運(yùn)動(dòng)軌跡，其在消化道等位置會(huì)隨機(jī)翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生視覺(jué)盲區(qū)，有可能導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)病變部位，延誤病情。

近年來(lái)人工智能（AI）技術(shù)突飛猛進(jìn)發(fā)展，極大推動(dòng)了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的變革。近日，華東理工大學(xué)生物工程學(xué)院院長(zhǎng)葉邦策教授及該院副教授周英團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞—宿主與微生物》上發(fā)表了一項(xiàng)研究成果。該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一株智能工程菌——i-ROBOT，可實(shí)現(xiàn)在無(wú)創(chuàng)情況下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄炎癥性腸病的發(fā)生與發(fā)展，并以自調(diào)控的給藥模式緩解病癥。

葉邦策團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的i-ROBOT 是使用大腸桿菌Nissle1917 作為底盤(pán)細(xì)胞進(jìn)行改造的，能夠感知低濃度的炎癥標(biāo)志物，具有診斷早期腸炎的潛力。同時(shí)，i-ROBOT 還能記錄疾病發(fā)生與發(fā)展的信息，幫助監(jiān)測(cè)胃腸道健康狀態(tài)。

據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》記者采訪，葉邦策介紹，他們會(huì)提前3 天將智能工程菌通過(guò)口服灌胃的方式送入小鼠體內(nèi)，等給藥結(jié)束后，通過(guò)分析糞便中存在的智能工程菌的熒光信號(hào)和基因組DNA 突變情況，確定腸道炎癥發(fā)生、發(fā)展程度。不過(guò)，該項(xiàng)技術(shù)目前還難以實(shí)施在體原位診斷。

葉邦策表示，從診斷的角度來(lái)說(shuō)，如果智能工程菌能夠通過(guò)臨床試驗(yàn)運(yùn)用到炎癥性腸病的臨床治療中，將打破傳統(tǒng)腸道疾病的診斷模式，部分替代侵入性的腸鏡檢測(cè)，能讓受檢者在沒(méi)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(xiàn)出無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。過(guò)去，炎癥性腸病的主要治療方法是使用抗炎藥物和免疫調(diào)節(jié)藥物。而i-ROBOT 可以在病灶部位根據(jù)疾病的嚴(yán)重程度釋放相應(yīng)濃度的藥物，在實(shí)現(xiàn)有效治療的同時(shí)，又能避免因過(guò)度用藥而產(chǎn)生的副作用。

目前，智能工程菌的安全性是限制其臨床應(yīng)用的重要因素。為了應(yīng)對(duì)智能工程菌可能導(dǎo)致的抗性轉(zhuǎn)移、代謝物毒性等問(wèn)題，研究者們?nèi)栽趦?yōu)化技術(shù)方案，通過(guò)不使用抗性基因作為篩選標(biāo)記、選擇更安全的益生菌作為智能工程菌的底盤(pán)、進(jìn)行細(xì)菌毒力因子的敲除、對(duì)逃逸細(xì)菌進(jìn)行有效的控制和清除等策略，有針對(duì)性地解決相關(guān)難題。