饮食中的酸奶能帮助诊断未来的炎症性肠病吗?

胃肠道粘膜表面是人体解剖结构中一个巨大而复杂的区域，是一个极易发生炎症和其他疾病的微环境，这些疾病至少会导致肠道疼痛，但也可能预示着更严重的疾病。

研究人员科罗拉多大学医学院和莱斯大学合作进行了一项重大发现，有望推进炎症性肠病(IBD)的早期诊断，并有可能更好的治疗。他们开发了一种非侵入性诊断方法，基本上可以作为活动性疾病的生物标志物。研究结果最近发表在美国国家科学院院刊．

肖恩·科尔根科罗拉多大学医学院医学和免疫学Levine-Kern教授说，研究人员早就知道，炎症活跃时肠道组织会变得更酸。检测pH值的变化在活的有机体内科尔根说，可以用探针来完成，但结果往往不是很准确，而且探针很难使用。

“随着pH值的降低而改变颜色”

“我曾看过杰夫·塔博尔(Jeff Tabor，莱斯大学博士)的一次演讲，他顺便提到，‘我们有一种可以感知pH值的细菌，随着pH值的降低，它会改变颜色。’所以我说，‘为什么我们不把你的细菌纳入我们的(小鼠)模型中，看看我们是否能通过观察粪便样本中荧光细菌的变化来检测活动性炎症。’”

莱斯大学的研究人员设计了一种无害的肠道细菌大肠杆菌来检测胃肠道酸中毒。生物体产生荧光分子，使研究人员可以用标准光学设备看到它。在正常情况下(左图)，它会产生发光的红色分子。当它遇到酸性条件时(右图)，它会发出绿色的光，发光的亮度反映了酸性的程度。

莱斯大学的研究人员利用合成生物学技术培育出了大肠杆菌的工程菌株。塔博尔实验室的博士候选人凯瑟琳·布林克(Kathryn Brink)将感觉电路拼接到细菌中，并将其送到科尔根的实验室。

Colgan实验室的博士后Ian Cartwright博士说，Brink“做了大量的工作，剪切和粘贴特定的DNA序列”——这种由CRISPR技术开创的基因编辑——来创造经过工程改造的生物体，然后由CU Anschutz团队在小鼠体内定植。

卡特赖特说:“这是一个很大的概念验证类型的实验，他们有这种有机体，理论上应该能够检测动物组织的pH值。”“我们能够将其放入小鼠体内，并表明它不仅在酸性条件下表达更多的GFP(绿色荧光蛋白)，而且我们还能够将组织中的炎症与这种GFP表达联系起来。所以我们真的从理论上说‘这应该可行’，到证明它是可行的。”

科尔根已经研究炎症性肠病25年了，他说合成生物学正在为可能的IBD治疗提供更多的实际应用，而IBD的病因仍然是一个谜。他说:“我们现在可以用现有的一些模型更快地集成这些(合成材料)。”“我认为，随着合成生物学的整合，我们现在更加走在了前沿。”

IBD和IBS的区别

IBD包括克罗恩病和溃疡性结肠炎，以肠道酸中毒增加为信号，而肠易激综合征(IBS)是美国诊断最多的疾病之一，涉及疼痛，但不是炎症。

因此，对于患有肠道疾病的人来说，一种非侵入性的ph传感诊断将有利于它所显示的-颜色的变化，可能是花露水，尽管需要进行许多改进才能达到这种诊断-或不显示-如没有颜色变化。

科尔根说，可以想象这种诊断性细菌菌株被放入酸奶产品中。他说:“病人定期吃酸奶，然后监测他们的粪便样本，以发现疾病的爆发。”

CU Anschutz和Rice联合持有该工程细菌应用的专利申请。下一步将进行人体临床试验。

科尔根说，在任何给定的时间，大约有90种药物正在对IBD进行测试。他说，通过输注给药的生物药物是最有效的药物，但仍有很大的需求，因为据估计，50%的IBD患者没有有效的治疗方法。

科尔根说:“我认为，通过一些额外的改进，你可以想象，这(合成生物学的最新应用)可以走上个性化医疗的道路。”