今日，頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上刊登了一項來自知名華人學(xué)者盧冠達(dá)（Timothy Lu）教授的研究。這名在不久前剛在《細(xì)胞》雜志上發(fā)表“抗癌黑科技”的他，在本期的《科學(xué)》上又玩出了新花樣——這支團隊竟把益生菌改造成了“醫(yī)生菌”，在體內(nèi)檢測生理異常。

在過去的10多年里，合成生物學(xué)家們就像是生物黑客一樣，對細(xì)菌進行了大幅度的改造。比如說，某些細(xì)菌只要感知到環(huán)境中的特定信號，就會用發(fā)光來宣告它們的發(fā)現(xiàn)。

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

▲本研究的主要負(fù)責(zé)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(shù)上有著兩個瓶頸。首先，讓患者吞下大量細(xì)菌顯然不現(xiàn)實；其次，即便這些細(xì)菌進入了體內(nèi)，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(xì)菌藥丸”。它能將細(xì)菌安全地送入體內(nèi)檢測異常，還能把檢測結(jié)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(xué)家們手下成為了現(xiàn)實。他們將益生菌放在了一個傳感器上，并在外邊包裹了一層半透膜——這樣一來，環(huán)境中的小分子可以透過這層膜接觸到細(xì)菌，而細(xì)菌則不會被體內(nèi)的胃酸消化掉。按照設(shè)計，如果細(xì)菌檢測到了腸道內(nèi)出血，就會發(fā)光。

與此同時，研究人員設(shè)計的這款傳感器能夠評估細(xì)菌產(chǎn)生的光強，并將數(shù)據(jù)通過無線信號傳到體外。只要有一臺智能手機，就能獲取這些數(shù)據(jù)。

▲通過手機，研究人員們就能獲得細(xì)菌發(fā)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(shè)備的結(jié)合，我們能在體內(nèi)幾乎實時地檢測生物信號，帶來全新的人類健康應(yīng)用。” 盧教授說道。

在一項哺乳動物的實驗中，這一技術(shù)的潛力得到了驗證。他們先在豬的體內(nèi)輸入血液，然后讓它們服下“細(xì)菌藥丸”。研究表明，這些細(xì)菌能夠清楚地區(qū)分胃部究竟是血液還是作為對照的緩沖液。

▲動物實驗表明細(xì)菌能夠有效區(qū)分胃部是否有血液存在（圖片來源：《科學(xué)》）

“這項研究的重點在于將細(xì)菌的檢測能力與低能耗的電路系統(tǒng)整合到一起，實現(xiàn)重要的健康檢測。”MIT工程學(xué)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(xì)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(xì)菌已經(jīng)開發(fā)完畢，即將進入實驗階段。另外，通過增加細(xì)菌的種類，我們甚至可以一次對多種信號進行檢測。

▲“細(xì)菌藥丸”在未來有著廣闊的應(yīng)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(biāo)就會浮現(xiàn)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

原標(biāo)題：華人大牛再發(fā)Science：益生菌在體內(nèi)竟能做這種事……