新華社天津7月30日電（張建新、栗雅婷、趙暉）近期，天津大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)攜手西北農(nóng)林科技大學(xué)，成功搭建起“可吞服光電子膠囊 - 工程菌雙向交流系統(tǒng)”，構(gòu)建了人類與腸道工程菌之間的光學(xué)“語(yǔ)言”，為腸道健康監(jiān)測(cè)和疾病治療開(kāi)拓了新方向。

他們的這一研究成果發(fā)表在了國(guó)際期刊《自然 - 微生物學(xué)》上。

電子膠囊可發(fā)出光學(xué)指令讓細(xì)菌分泌治療蛋白示意圖。新華社發(fā)

腸道內(nèi)生存著數(shù)以億計(jì)的微生物，其構(gòu)成和活動(dòng)與人體健康緊密相連。然而，由于腸道環(huán)境復(fù)雜，傳統(tǒng)的檢測(cè)和調(diào)控手段難以精確掌握菌群的實(shí)時(shí)狀況。天津大學(xué)王漢杰、劉奪團(tuán)隊(duì)與西北農(nóng)林科技大學(xué)杜濤峰團(tuán)隊(duì)共同努力，研發(fā)出可吞服的光電子膠囊，它就像“智能潛水艇”一樣深入腸道，借助光學(xué)信號(hào)實(shí)現(xiàn)與工程菌的雙向溝通。

研究人員挑選腸道中不存在的光信號(hào)作為“加密語(yǔ)言”：其一，對(duì)益生菌進(jìn)行改造，使其能依據(jù)腸道炎癥標(biāo)志物（如硝酸根）發(fā)光，膠囊的光電傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)绞謾C(jī)App，讓人類能夠“理解”菌群的實(shí)時(shí)狀態(tài)；其二，膠囊通過(guò)LED發(fā)出綠光指令，調(diào)節(jié)工程菌表達(dá)抗炎蛋白等治療物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)干預(yù)。

在豬腸炎模型實(shí)驗(yàn)中，該系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯：能夠比傳統(tǒng)檢測(cè)方法提前1至2天捕捉到腸炎信號(hào)，并且通過(guò)遠(yuǎn)程調(diào)控可以有效減輕炎癥。這項(xiàng)技術(shù)打造了新型“菌 - 機(jī)接口”，增加了生物電子接口的種類，為實(shí)現(xiàn)“人 - 機(jī) - 菌交互”、推動(dòng)智能化疾病診療奠定了基礎(chǔ)。

業(yè)內(nèi)專家指出，該成果為腸道微生物研究提供了全新的工具，未來(lái)若與人工智能和云技術(shù)相結(jié)合，有望實(shí)現(xiàn)對(duì)腸道健康的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)調(diào)控，給腸炎等疾病的治療帶來(lái)變革。

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【責(zé)任編輯 : 趙陽(yáng)】

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