華人大牛再發 Science：益生菌在體內竟能做這種事……

今日，頂尖學術期刊《科學》上刊登了一項來自知名華人學者盧冠達（Timothy Lu）教授的研究。這名在不久前剛在《細胞》雜誌上發表「抗癌黑科技」的他，在本期的《科學》上又玩出了新花樣——這支團隊竟把益生菌改造成了「醫生菌」，在體內檢測生理異常。

在過去的 10 多年裡，合成生物學家們就像是生物黑客一樣，對細菌進行了大幅度的改造。比如說，某些細菌只要感知到環境中的特定信號，就會用發光來宣告它們的發現。

這個酷酷的技術在醫學上有著廣闊的應用前景。就拿消化道疾病來說吧，目前要確定患者是否有內出血，最常見的方法就是內窺鏡技術。但這往往需要讓患者進入麻醉狀態，並不是非常方便。如果能讓細菌檢測體內的出血，無疑將大大簡便整個檢測流程。

本研究的主要負責人之一 Timothy Lu 教授又帶來了新的黑科技（圖片來源：MIT）

但這在技術上有著兩個瓶頸。首先，讓患者吞下大量細菌顯然不現實；其次，即便這些細菌進入了體內，它們也無法和外界進行信息交流。

為了克服這兩大瓶頸，研究人員們決定打造一款「細菌藥丸」。它能將細菌安全地送入體內檢測異常，還能把檢測結果實時反饋給人類。

研究人員將益生菌裝入「藥丸」（圖片來源：MIT 官方視頻截圖）

這聽上去像是科幻的場景，在 MIT 科學家們手下成為了現實。他們將益生菌放在了一個感測器上，並在外邊包裹了一層半透膜——這樣一來，環境中的小分子可以透過這層膜接觸到細菌，而細菌則不會被體內的胃酸消化掉。按照設計，如果細菌檢測到了腸道內出血，就會發光。

與此同時，研究人員設計的這款感測器能夠評估細菌產生的光強，並將數據通過無線信號傳到體外。只要有一台智能手機，就能獲取這些數據。

通過手機，研究人員們就能獲得細菌發出的信號（圖片來源：MIT 官方視頻截圖）

「通過生物感受器與低功耗無線電子設備的結合，我們能在體內幾乎實時地檢測生物信號，帶來全新的人類健康應用。」 盧教授說道。

在一項哺乳動物的實驗中，這一技術的潛力得到了驗證。他們先在豬的體內輸入血液，然後讓它們服下「細菌藥丸」。研究表明，這些細菌能夠清楚地區分胃部究竟是血液還是作為對照的緩衝液。

動物實驗表明細菌能夠有效區分胃部是否有血液存在（圖片來源：《科學》）

「這項研究的重點在於將細菌的檢測能力與低能耗的電路系統整合到一起，實現重要的健康檢測。」MIT 工程學院主任，該研究的共同通訊作者之一 Anantha Chandrakasan 教授補充道。

研究人員們相信，這一工具在未來有著無限潛力。通過對細菌的改造，我們能夠檢測不同的疾病信號。譬如，檢測克羅恩病和胃腸道感染的細菌已經開發完畢，即將進入實驗階段。另外，通過增加細菌的種類，我們甚至可以一次對多種信號進行檢測。

「細菌藥丸」在未來有著廣闊的應用前景（圖片來源：Lillie Paquette, MIT）

也許在未來，體檢只需吞下一顆藥丸，你的生理指標就會浮現在手機上。我們期待這一科幻場景早日成真！

參考資料：

[1] An ingestible bacterial-electronic system to monitor gastrointestinal health

[2] Ingestible "bacteria on a chip" could help diagnose disease

Science科學創建者shkoh chao：國家計算機高級工程師，業餘天文學家和科普工作者。新浪微博認證博主，今日頭條認證科普作者，頭條問答簽約作者，騰訊企鵝科普達人，UC頭條認證科普作者，鳳凰新聞科技頻道科普作者。每天多篇前沿科學科技資訊讓你掌握一手科學信息。多篇科學探索文章，擴充你的腦容量，讓你成為大神般的十萬個為什麼的解密者。

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