新華社天津7月30日電（張建新、栗雅婷、趙暉）近日，天津大學科研團隊與西北農林科技大學合作，成功構建“可吞服光電子膠囊-工程菌雙向交流系統”，建立起人類與腸道工程菌之間的光學“語言”，為腸道健康監測與疾病治療開辟了新路徑。
國際期刊《自然-微生物學》發表了他們的這一成果。
電子膠囊可發出光學指令讓細菌分泌治療蛋白示意圖。新華社發
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。但由于腸道環境復雜，傳統檢測和調控手段難以精準捕捉菌群的實時狀態。天津大學王漢杰、劉奪團隊與西北農林科技大學杜濤峰團隊聯合攻關，研發出可吞服的光電子膠囊，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；另一方面，膠囊通過LED發出綠光指令，調控工程菌表達抗炎蛋白等治療物質，實現精準干預。
在豬腸炎模型實驗中，該系統展現出顯著優勢：能比傳統檢測方法提前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監測與精準調控，為腸炎等疾病的治療帶來革新。
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