科技日報記者 陳曦 通訊員 趙暉

7月30日，記者從天津大學獲悉，該校王漢杰、劉奪團隊與西北農林科技大學杜濤峰團隊合作，在國際期刊《自然·微生物學》發(fā)表一項突破性成果，成功構建“可吞服光電子膠囊-工程菌雙向交流系統(tǒng)”，建立起人類與腸道工程菌之間的光學“語言”，為腸道健康監(jiān)測與疾病治療開辟了新路徑。

電子膠囊可發(fā)出光學指令讓細菌分泌治療蛋白

據介紹，腸道內棲息著數以億計的微生物，其組成和活動與人體健康密切相關。但由于腸道環(huán)境復雜，傳統(tǒng)檢測和調控手段難以精準捕捉菌群的實時狀態(tài)。此次科研團隊研發(fā)的可吞服光電子膠囊，如同“智能潛水艇”深入腸道，通過光學信號實現與工程菌的雙向交流。

研究人員選擇腸道中不存在的光信號作為“加密語言”：一方面，改造益生菌使其能根據腸道炎癥標志物（如硝酸根）發(fā)光，膠囊的光電傳感器將光信號轉化為電信號，經無線傳輸至手機APP，讓人類“讀懂”菌群的實時狀態(tài)；另一方面，膠囊通過LED發(fā)出綠光指令，調控工程菌表達抗炎蛋白等治療物質，實現精準干預。

電子膠囊-微生物雙向“對話”的功能拓展

在豬腸炎模型實驗中，該系統(tǒng)展現出顯著優(yōu)勢：能比傳統(tǒng)檢測方法提前1至2天捕捉到腸炎信號，且通過遠程調控可有效緩解炎癥。這項技術構建了新型“菌—機接口”，豐富了生物電子接口類型，為實現“人—機—菌交互”、推動智能化疾病診療奠定了基礎。

業(yè)內專家認為，該成果為腸道微生物研究提供了全新工具，未來結合人工智能和云技術，有望實現對腸道健康的動態(tài)監(jiān)測與精準調控，為腸炎等疾病的治療帶來革新。

（天津大學供圖）