自动识别病灶，深圳科研团队开发“智能活胶水”助力炎症性肠病精准治疗

对炎症性肠病（Inflammatory Bowel Disease，IBD）患者而言，反复腹痛、腹泻和便血，往往意味着肠黏膜在破损与修复之间长期拉锯。然而，肠道环境复杂，传统止血剂或黏膜修复药物多为“静态材料”，很难在体内稳定黏附；病灶定位往往依赖影像学或侵入性操作配合。是否有一种治疗材料，能在进入体内后自动识别病灶、黏附，并针对局部持续发挥治疗作用？

1月19日，中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室、合成生物学研究所钟超团队联合深圳大学医学部黄鹏教授团队在《自然-生物技术》发表研究，提出一种面向IBD的“智能活胶水”（Therapeutic Living Glue, TL-glue）。该体系以工程化肠道细菌为载体，能够感知肠道出血信号，在病灶处原位形成兼具黏附与治疗功能的生物胶基质，实现“感知—定位—治疗”一体化干预，为IBD精准治疗提供了新的合成生物工程思路。

捕捉出血坐标 病灶自己“发信号”

这一研究的切入点并非某种全新的外源刺激，而是疾病本身所释放的信号。对IBD而言，出血不仅是常见症状，更是病灶位置最直接可靠的标志。研究团队由此提出一个关键设想：能否让治疗系统直接响应出血信号，在真正需要的地方启动，而不是在整个肠道“平均用力”？

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这一思路源于团队对自然界黏附策略的长期研究。在对贻贝、藤壶等海洋生物黏附机制的系统分析中发现，这些生物能够感知环境变化，并按需释放黏附蛋白，从而实现快速而稳定的附着。受“可感知—可响应”的动态黏附策略启发，研究团队曾探索了多种刺激响应型“活胶水”体系，但仍高度依赖外部刺激，距离真实疾病应用场景尚有差距。2021年，团队将研究重心转向疾病信号本身，并最终将IBD及其典型特征——肠道出血——引入研究视野。

在病灶处“成胶” 释放修复因子

在本项研究中，团队选用人体肠道常驻微生物大肠杆菌作为工程化载体。当工程菌检测到血液相关信号后，便启动预先设计的反应：一方面在出血位置原位形成黏附基质，另一方面同步释放修复因子，在局部持续发挥作用。

文章共同通讯作者安柏霖博士表示，在研发过程中，血液响应基因线路在驱动黏附或治疗蛋白等高负载输出时，整体表达水平不足，难以满足体内应用需求。围绕这一瓶颈，研究团队通过逐级转录放大策略系统优化关键调控参数，使工程菌对血液信号的响应强度提升至百倍以上，同时避免在无出血条件下被误激活，为活胶水在体内实现精准感知与稳定功能输出奠定了基础。

在黏附层面，工程菌在被激活后会分泌来源于海洋藤壶的水泥蛋白，在水环境中自组装形成稳定黏附基质。实验结果显示，活胶水可在出血位置原位形成致密保护层，显著提升抗压与防漏功能，使其在湿润、蠕动的肠道环境中仍能稳定停留。同时，研究团队在黏附体系中进一步引入黏膜修复肽，使活胶水在“封堵”的同时持续释放修复信号，促进受损黏膜恢复，针对IBD黏膜屏障受损这一关键病理环节实现协同干预。

多模型验证疗效 展现转化潜力

在葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的急性结肠炎小鼠模型中，TL-glue显著改善了动物整体病情。基于光声/超声成像结果显示，TL-glue处理后肠道内与出血相关的信号明显降低。组织与免疫层面的观察进一步表明，“活胶水”不仅在出血处形成物理保护层，还能促进肠黏膜修复、增强屏障功能并抑制局部炎症反应，从而在病灶处实现“止血、修复并抗炎”的协同作用。该体系在遗传性结肠炎等慢性模型中同样保持稳定疗效，显示出对慢性病程的干预价值。

智能活胶水用于精准靶向与治疗炎症性肠病，研究团队供图

此外，研究团队还探索了口服递送方案，通过肠溶包裹实现肠道释放，使其在炎症肠道中被特异激活、在健康宿主中更快清除，为安全性与临床可达性提供线索；同时同步评估免疫相容性并引入多重生物安全策略。

通讯作者钟超研究员指出，这项工作提出了一种由疾病信号直接驱动的活体治疗材料新范式，使治疗系统能够在体内自主识别病灶、原位发挥作用，而不再依赖外部定位或持续干预。“我们希望让治疗材料像生物系统本身一样，能够‘看懂’疾病信号，并在正确的时机和位置发挥功能。”

下一步，团队将围绕机制解析和安全性评估持续推进，并在更接近临床条件的模型中开展验证。同时，这一“感知—定位—治疗”的设计思路，也有望推广至其他慢性疾病或局部损伤场景，为工程化活体材料走向临床应用提供新路径。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41587-025-02970-9

（受访单位供图）

（作者：深圳特区报记者&读特记者 闻坤）